Question

（2011?湛江模擬）①在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某同學采用如圖甲所示的裝置進行實驗，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，在器材的選用和調節上，除滿足鉤碼的質量遠遠小于小車的質量外，還須滿足的另一個要求是

平衡摩擦力

．

②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是依次選取的計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T、距離如圖乙所示，則打下C點時小車的速度表達式為（用題中所給的物理量表示）

s2+s3

2T

，
③要驗證合外力的功與動能變化間的關系，除位移、速度外，還要測量的物理量有

鉤碼的質量和小車的質量

．

Answer 1

分析：（1）本實驗要探究合力做的功與小車動能的變化關系，而本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，首先要使細線的拉力等于小車的合力，其次要使勾碼的重力等于細線的拉力，故需要求出小車所受到的合力的表達式，根據表達式討論；
（2）由于受到恒力作用，小車做勻加速直線運動，可以根據平均速度等于中間時刻的瞬時速度的方法，求解打下C點時小車的速度；
（3）根據功和動能的表達式，可以得到哪些物理量是需要測量的；

解答：解：（1）本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力
對小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力
要使拉力近似等于合力，可將長木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因為中間還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力，同時，由于砝碼加速下降，處于失重狀態，要使砝碼的重力近似等于拉力，還要求鉤碼的質量遠小于小車的質量；
故答案為：平衡摩擦力．
（2）由于小車受到恒力作用，做勻加速直線運動
根據平均速度等于中間時刻的瞬時速度，有
v_c=

.

v

 BD=

s2+s3

2T

故答案為：

s2+s3

2T

．
（3）合力功為
W=Fx
動能增量為
△E_k=

1

2

mv²
還要測出的物理量有勾碼的質量和小車的質量；
故答案為：勾碼的質量和小車的質量．

點評：本題關鍵明確實驗目地和實驗原理，可以先設法求出合力的表達式，然后根據表達式討論得到結論，同樣對于待測量的確定，也是結合表達式討論．