Question

20．某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能原理”．如圖1所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大�。�在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大小、小車中可以放置砝碼．
（1）實驗主要步驟如下：
①測量小車和拉力傳感器的總質量M₁；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；
②將小車停在C點，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度；
③在小車中增加砝碼，或改變小車質量，重復②的操作．
（2）如表所示是他們測得的一組數據，期中M是M₁與小車中砝碼質量之和，|${{v}_{2}}^{2}$-${{v}_{1}}^{2}$|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據此計算出動能變化量△E_k，F是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的△E_k3=0.600J，W₃=0.610J．（結果保留三位有效數字）
數據記錄表

次數	M/kg	|v-v|/（m/s）2	△Ek/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.650	0.413	0.8400	0.4200
3	0.500	2.400	△Ek3	1.220	W3
4	1.000	2.400	1.200	2.420	1.210
5	1.000	2.840	1.420	2.860	1.430

（3）根據表，請在圖2中作出△E_k-W圖線．

Answer 1

分析 小車在鉤碼的作用下拖動紙帶在水平面上做加速運動，通過速度傳感器可算出A B兩點的速度大小，同時利用拉力傳感器測量出拉小車的力，從而由AB長度可求出合力做的功與小車的動能變化關系．

解答 解：（1）①因為要計算動能，所以要測量小車和拉力傳感器的總質量；
③在小車中增加砝碼，或改變小車質量重復實驗，得出5-6組數據；
（2）由各組數據可見規律△E=$\frac{1}{2}$M（v22-v12）
可得△E₃=0.600 J觀察F-W數據規律可得數值上W₃=$\frac{F}{2}$=0.610 J
（3）在方格紙上作出△E-W圖線如圖所示

故答案為：（1）①小車；   ③改變小車質量．
（2）0.600J，0.610J．
（3）△E-W圖線如圖所示

點評 值得注意的是：鉤碼的重力不等于細線的拉力，同時學會分析實驗數據從而得出規律．