Question

（8分）有位同學設計了一個實驗，用來驗證在外力作用下物體做加速運動時，動能的改變量等于合外力所做的功。如圖，他使用的實驗儀器有．電磁打點計時器、學生電源、長方形木塊、紙帶、天平(圖中未畫出)、帶定滑輪的木板(長約1米)、細線、砝碼盤、砝碼等。

該同學操作如下。

（1）用天平測出木塊的質量m。把器材按圖安裝好。紙帶固定在木塊中間的方孔內。

（2）把木塊放在打點計時器附近，用手按住，往砝碼盤中加砝碼，再放開木塊，讓它做加速運動。然后接通打點計時器電源，讓它工作。當木塊到達定滑輪處時，斷開電源

(3)取下紙帶，并在紙帶上做了如下圖的標記，然后進行數據處理。

請回答下列問題。

（1）該同學操作過程中有一處明顯的不當之處，請更正：　　　　　　　　　　　　　 。

（2）利用測得的木塊質量m、交流電源的周期T、紙帶上標示的位移．請你寫出木塊在加速階段所受合外力的表達式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

請寫出驗證動能定理的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。

（3）在上述試驗中，如果對該同學選擇的儀器和做法做一些更改，則可以直接將砝碼及砝碼盤的重力，作為研究對象所受到的合外力。為達到這個目的，你認為應該怎樣做　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

Answer 1

（8分）答案：（1）應先接通電源，待打點計時器穩定工作后，再放開木塊。（2分）

（2）；（2分）

由 ；

可知，只要驗證．在誤差允許范圍內是否成立即可。（2分）

（3）將木塊換成帶輪小車以減少摩擦；墊起木板一端利用小車的下滑力平衡摩擦力；保證砝碼及砝碼盤的總質量遠小于小車的質量。（2分）