Question

15．某同學用如圖1所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．

a．該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為O點，順次選取5個點，分別測量這5個點到O之間的距離，并計算出它們與O點之間的速度平方差△V²（△V²=V ²-V ₀²），填入表：

點跡	s/cm	△v2/m2s2
O	/	/
1	1.60	0.04
2	3.60	0.09
3	6.00	0.15
4	7.00	0.18
5	9.20	0.23

若測出小車質(zhì)量為0.2kg，結合如圖2的圖象可求得小車所受合外力的大小為0.25N
b．若該同學通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍．你認為主要原因是未平衡摩擦力或小車運動時受摩擦阻力較大，實驗操作中改進的措施是將導軌的一端抬高以平衡摩擦．

Answer 1

分析 a、根據(jù)圖象用直線將點相連，誤差較大的點舍去；結合動能定理的表達式分析圖象的可得出圖象中有關合外力表達式；
b、實驗中將拉力作為了合力，但若不平衡摩擦力，則會造成較大的誤差．

解答 解：a、由動能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$m（v²-v₀²）
△v²=$\frac{2F}{m}$x
則可知圖象的斜率等于$\frac{2F}{m}$，由圖可知，圖象的斜率為2.5；合外力F=0.25N；
b、實驗中是將物體的重力充當了小車的拉力，由于小車受到桌面的摩擦力，故會使合力小于物體的重力，造成較大的誤差，故應未平衡摩擦力（或小車受到的摩擦阻力的影響）．措施是把木板不帶定滑輪的那一端適當墊高，以平衡摩擦力．
故答案為：a.0.25；b．未平衡摩擦力或小車運動時受摩擦阻力較大；將導軌的一端抬高以平衡摩擦．

點評 對于實驗的考查應要注意實驗的原理，通過原理體會實驗中的數(shù)據(jù)處理方法及儀器的選擇；有條件的最好親手做一下實驗．