Question

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，小車內(nèi)可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz．

（1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下，請(qǐng)將步驟②補(bǔ)充完整．                                                         

測(cè)量點(diǎn)	s/cm	v/（m?s-1）
0	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

①在小車內(nèi)放人砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，連在小車后端，用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先

接通電源

再

釋放小車

，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，關(guān)閉電源；
③改變鉤碼或小車內(nèi)砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作，
（2）圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離s及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v（見表1），請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置．
（3）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v²=（v²-v²₀），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是

△v

2

與位移s成正比

要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和

小車質(zhì)量M

．

Answer 1

分析：（1）的關(guān)鍵是明確做使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，等電源穩(wěn)定工作后再釋放紙帶，否則將增大測(cè)量誤差；（3）的關(guān)鍵是首先對(duì)小車受力分析，寫出動(dòng)能定理表達(dá)式，然后討論即可．

解答：解：（1）②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先接通電源，再釋放紙帶．
（2）刻度尺讀數(shù)為OC=5.10cm，打C點(diǎn)時(shí)的速度

v

c

=

OD-OB

2T

=

(7.15-3.20)×0.01

2×0.02

m/s=0.99m/s
（3）對(duì)小車由動(dòng)能定理表達(dá)式

F

合

s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，可得

△v

2

=

v

2 2

-v

2 1

=

2F   合

M

s，可見若

△v

2

-s圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，即說明

△v

2

與位移s成正比，要驗(yàn)證動(dòng)能定理，若滿足鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M，則應(yīng)有（mg-f）s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，所以還需要測(cè)量的物理量是摩擦力f和小車的質(zhì)量M．
故答案為（1）接通電源，釋放紙帶
        （2）5.10m，0.99m/s
        （3）

△v

2

與位移s成正比，小車質(zhì)量M

點(diǎn)評(píng)：解決物理實(shí)驗(yàn)題目的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)物理定律寫出表達(dá)式，然后討論即可．