Question

在追尋科學家研究足跡的過程中，某同學為探究恒力做功和物體動能變化間的關系，采用了如圖（ l ）所示的“探究物體加速度與物體質量、受力之間關系”的實驗裝置．
①實驗時，該同學想用鉤碼的重力表示滑塊受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在實驗中應該采取的兩項措施是

 

和

 

；
②如圖（ 2 ）所示是實驗中得到的一條紙帶，其中 A、B、C、D、E、F 是連續的六個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為 T，相鄰計數點間距離已在圖中標出，測出小車的質量為 M，鉤碼的總質量為 m．從打 B 點到打 E 點的過程中，為達到實驗目的，該同學應該尋找

 

  和

 

之間的數值關系（用題中和圖中的物理量符號表示）．

Answer 1

分析：①由于小車運動過程中會遇到（滑輪和細繩、小車和木板、打點計時器和紙帶之間等）阻力，所以要平衡摩擦力．平衡摩擦力時，要輕推一下小車，觀察小車是否做勻速運動；由于小車加速下降，處于失重狀態，拉力小于重力，小ma，勾碼重量越小，ma越小，拉力與重量越接進．
②判斷動能增加量是否等于拉力的功即可；計算B、E瞬時速度用平均速度等于中間時刻瞬時速度的方法．

解答：解：①由于小車運動過程中會遇到阻力，同時由于小車加速下降，處于失重狀態，拉力小于重力，故要使拉力接進勾碼的重量，要平衡摩擦力，以及要使勾碼的質量遠小于小車的質量；
故答案為：保證鉤碼的總質量遠小于滑塊的質量，平衡摩擦力．
②B點速度為：v_B=

△x1+△x2

2T

 
E點速度為：v_E=

△x4+△x5

2T

 
故動能增量為：

1

2

M(

△x4+△x5

2T

)2-

1

2

M(

△x1+△x2

2T

)2
拉力做的功為：W=mg（△x₂+△x₃+△x₄）
故答案為：mg（△x₂+△x₃+△x₄），

1

2

M(

△x4+△x5

2T

)2-

1

2

M(

△x1+△x2

2T

)2．

點評：本題關鍵是要根據探究功與速度變化關系的實驗的實驗原理，從減小實驗誤差的角度來分析．