Question

在“探究恒力做功与动能改变间的关系”实验中，采用图1示装置的实验方案，实验时：（1）若用砂和小桶的总

在“探究恒力做功与动能改变间的关系”实验中，采用图1示装置的实验方案，实验时：（1）若用砂和小桶的总重力表示小车受到的合力，为了减少这种做法带来的实验误差，必须：①使长木板左端抬起-个合适的角度，以______；②满足条件，小车质量______砂和小桶的总质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）；③使拉动小车的细线（小车---滑轮段）与长木板______．（2）如图2所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图2所示，则打C点时小车的速度vc表达式为（用题中所给物理量表示）______；要验证合外力做功与动能变化间的关系，除了要测量砂和小砂桶的总重力、测量小车的位移、速度外，还要测出的物理量有______．（3）若已知小车质量为M、砂和小砂桶的总质量为m，打B、E点时小车的速度分别vB、vE，重力加速度为g，探究B到E过程合外力做功与动能变化间的关系，其验证的数学表达式为______．（用M、m、g、s1～s5、vB、vE表示）

Answer 1

（1）若用砂和小桶的总重力表示小车受到的合力，为了减少这种做法带来的实验误差，必须：
①使长木板左端抬起-个合适的角度，以平衡摩擦力，以保证合外力等于绳子的拉力；
②满足条件，小车质量 远大于砂和小桶的总质量，以保证绳子的拉力等于沙与小桶的总重力；
③使拉动小车的细线（小车---滑轮段）与长木板平行，以保证合外力等于绳子的拉力．
（2）根据匀变速直线运动的特点，C点的速度等于BD之间的平均速度，所以：vC＝

s2+s3

2T

平衡摩擦力后，小车受到的合力为mg，合外力的功等于动能的变化，因此需要验证的表达式为：mgs=

1

2

mv_B²-

1

2

mv_A²；
故还需要测出的物理量是小车的质量．
（3）B到E之间重力势能减小：△E_P=mg（s₂+s₃+s₄）
动能增大：△Ek＝

1

2

M

v

2 E

?

1

2

M

v

2 B

所以需要验证的是：mg(s2+s3+s4)＝

1

2

M

v

2 E

?

1

2

M

v

2 B

故答案为：（1）平衡摩擦力，远大于，平行；（2）vC＝

s2+s3

2T

，小车的质量；（3）mg(s2+s3+s4)＝

1

2

M

v

2 E

?

1

2

M

v

2 B