Question

【題目】某同學采用如圖所示的裝置進行了有關“動能定理”研究的實驗。其步驟如下：

（1）按圖把實驗器材安裝好，不掛配重，反復移動墊木直到小車能夠做勻速直線運動；

（2）把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質量為100g的配重。接通電源，放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點。從某點A開始，此后在紙帶上每隔4個點取一個計數點，依次標為B、C、D……；

（3）測量出B、C、D、……各點與A點的距離，分別記為、、、……；

（4）用配重受到的重力分別乘以、、、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；（重力加速度g=9．80m／s2）

（5）求出B、C、D、……各點速度的大小，分別記為、、、……，再求出它們的平方、、、……；

（6）用縱坐標表示速度的平方，橫坐標表示配重重力所做的功W，作出圖象。

（以下計算保留到小數點后兩位）

①步驟1的目的是_________________________________________________

②在步驟4中，該同學測得，則配重重力所做的功______J

③該同學得到的圖象如圖所示。通過圖象可知，打A點時對應小車的速度________m／s

④小車的質量M=________kg

Answer 1

【答案】 ⑴平衡摩擦力 ⑵ 0.39 ⑶0.50（0.48—0.52） ⑷0.30（0.28—0.32

【解析】（1）該實驗中配重物體的重力視為小車的合外力，因此實驗前需要進行平衡摩擦力，故實驗1的目的是平衡摩擦力．
（2）配重重力做功為：W=mgx4=0.1×9.8×0.4≈0.39J
（3）由圖可知，縱軸截距對應的就是打A點速度的平方，因此有：

＝0.25m2/s2
所以有：vA=0.50m/s．
（4）根據動能定理： ，可得： ，所以圖象的斜率： ，代入數據得：m=0.30kg．