Question

科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學(xué)探究，而科學(xué)探究可以分為理論探究和實驗探究．下面我們追尋科學(xué)家的研究足跡用實驗方法探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系．

（1）某同學(xué)的實驗方案如圖甲所示，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，
你認(rèn)為在實驗中還應(yīng)該采取的兩項措施是：
①

平衡摩擦力

；
②

鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量

．
（2）如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T．距離如圖乙，
則打C點(diǎn)時小車的速度為

V_C=

△x2+ △x3

2T

；要驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系，除位移、速度外，還要測出的物理量有

鉤碼的重力和小車的質(zhì)量

．

Answer 1

分析：（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設(shè)小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對鉤碼來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
（2）C是BD的中間時刻，所以C點(diǎn)的速度就等于BD過程中的平均速度．
（3）驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系的原理：mgx=

1

2

Mv2，需要測量的物理量有：鉤碼質(zhì)量m，小車的質(zhì)量M，位移x，速度v．

解答：解：（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：設(shè)小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，整體的加速度為a，繩上的拉力為F，則：對小車有：F=Ma；對鉤碼有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則要求：Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量，這樣兩者才能近似相等．
（2）C是BD的中間時刻，所以C點(diǎn)的速度就等于BD過程中的平均速度：
即：vC=

△x2+△x3

2T

驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系只需驗證：mgx=

1

2

Mv2，所以需要測量的物理量有：鉤碼質(zhì)量m，小車的質(zhì)量M，位移x，速度v．
故答案為：
（1）①平衡摩擦力②鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量；
（2）vC=

△x2+△x3

2T

；鉤碼的重力和小車的質(zhì)量．

點(diǎn)評：要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞原理，記憶需要測量的物理量及實驗時的注意事項．