Question

某学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了如图所示甲、乙两套装

某学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了如图所示甲、乙两套装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置．（1）如果忽略滑轮与绳间的摩擦，小组成员认为：①甲图中弹簧秤的示数即为小车受到的拉力大小；②乙图中弹簧秤示数的二倍为小车受到的拉力大小．请判断两种分析是否正确，若不正确，请指明并简要说出不正确的原因．（2）选择了上述一种合理的方法后，要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还必需的两个实验仪器是______、______．（3）该实验中发现小车受的阻力对实验结果影响较大，在长木板保持水平的情况下，请你利用该装置测出小车受到的阻力，其方法是______．（4）在上述实验操作中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，某同学打出的一段纸带如图所示，O、A、B…F为打点计时器连续打出的计时点，根据图中数据求出小车运动时与纸带上E点相对应的瞬时速度vE=______m/s．（结果保留3为有效数字）

Answer 1

（1）在甲图中，小车的拉力等于弹簧秤的拉力，在乙图中，考虑到动滑轮的质量，设弹簧秤的拉力为F，则2F-T=ma，知小车所受到的拉力小于（或不等于）弹簧秤示数的二倍．
（2）该实验要计算出小车的动能，所以要天平，要测量长度，还需要刻度尺；
（3）调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．
（4）E点的速度等于DF段的平均速度，vE＝

xDF

2T

＝

(11.96?6.40)×10?2

0.04

m/s=1.39m/s．
故答案为：（1）②的说法不正确．
因为当小车加速运动时，考虑滑轮的质量，小车所受到的拉力小于（或不等于）弹簧秤示数的二倍．     
（2）刻度尺、天平      
（3）调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．   
（4）1.39

Answer 2

　　(1)答案（1）②的说法不正确． 小车做匀加速运动弹簧秤示数的二倍大于小车受到的拉力大小
　　(1)在题图甲中,以小车为研究对象 F=Ma，
　　以小桶和动滑轮为系统 (m+m0)g-2F=2(m+m0)a
　　小车的拉力等于弹簧秤的拉力，
　　在乙图中，考虑到动滑轮的质量m0，设弹簧秤的拉力为F，对小车的拉力T, 由牛顿第二定律 2F-T=ma，T<2F
　　（2） 答案 ：刻度尺、天平
　　由W总=1/2mv2^2 -1/2mv1^2 需要用天平测质量 刻度尺测量位移
　　（3) 答案：调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．
　　由平衡条件 F-f=0 2F=(m+m0)g
　　（4）答案：VE=1.39
　　由匀变速直线运动平均速度等于时间中点速度
　　VE=(XOF-XOD)/2T T=1/f=0.02s
　　VE=(11.96-6.40)x10^-2m/4x10^-2s=1.39m/s