Question

16．同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了以下探索實(shí)驗(yàn)．
（1）同學(xué)甲用該裝置探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系，同學(xué)乙用該裝置探究動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)前都需要調(diào)整長(zhǎng)木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
（2）甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中不需要（填“需要”或“不需要”）滿(mǎn)足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)A的質(zhì)量．
（3）某同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開(kāi)始記為零點(diǎn)，順次選取一系列點(diǎn)，分別測(cè)量這些點(diǎn)到零點(diǎn)之間的距離x，計(jì)算出它們與零點(diǎn)間的速度平方差△v²=v²-v₀²，彈簧測(cè)力計(jì)C的讀數(shù)為F，小車(chē)的質(zhì)量為m，建立△v²-x坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖2所示，則這條直線的斜率的意義為$\frac{2F}{m}$．（填寫(xiě)表達(dá)式）

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)前都需要調(diào)整長(zhǎng)木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力，使得繩子的拉力等于小車(chē)的合力．
（2）實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力可以直接得出，不需要用重物的重力表示繩子的拉力，不需要滿(mǎn)足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)A的質(zhì)量．
（3）根據(jù)動(dòng)能定理，結(jié)合△v²=v²-v₀²，得出△v²與x的關(guān)系式，從而得出圖線斜率的含義．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)前都需要調(diào)整長(zhǎng)木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，繩子的拉力可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)直接讀出，所以不需要滿(mǎn)足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)A的質(zhì)量．
（3）由動(dòng)能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（{v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}）$，所以△v²=$\frac{2Fx}{m}$，則可知圖象的斜率等于$\frac{2F}{m}$．
故答案為：（1）平衡摩擦力，（2）不需要，（3）$\frac{2F}{m}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了創(chuàng)新方法探究功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵是列出動(dòng)能定理方程然后結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析出截距與斜率的物理意義．