Question

某實驗小組采用如圖1所示的裝置來驗證動能定理．

①實驗前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運動．這樣做的目的是

AC

A．為了平衡摩擦力
B．增大小車下滑的加速度
C．可使得細繩對小車拉力做的功等于合外力對小車做的功
D．可以用質量較小的砝碼就可以拉動小車，以滿足砝碼質量遠小于小車質量的要求
②實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．如圖2所示是小車在恒力F作用下做勻加速直線運動時打點計時器打出的紙帶，測量數據已用字母表示在圖中．若小車質量為m，打點計時器的打點周期為T．則用測量的物理量表示的動能定理表達式為

F?xMN=

m

8T2

(

x

2 N

-

x

2 M

)

．

Answer 1

分析：①小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運動時，沒有拉力的合力為0，重力的下滑分量等于摩擦力；
②動能定理表達：F?x=△EK=

1

2

mv2-

1

2

m

v

2 0

解答：解：①ABC：小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，才能盡量減小實驗的誤差，使得細繩對小車拉力做的功等于合外力對小車做的功，故AC正確，B錯誤；
D：用質量較小的砝碼就可以拉動小車，與木板左端被墊起一些沒有直接的關系，即與題意無關，故D錯誤．
②M到N的過程中，拉力F做功：W=Fx=F?x_MN，
小車在M點的速度：vM=

xM

2T

小車在N點的速度：vN=

xN

2T

根據動能定理的表達式，得：F?xMN=

1

2

m(

xM

2T

)2-

1

2

(

xN

2T

)2=

m

8T2

(

x

2 N

-

x

2 M

)
故答案為：①AC； ②F?xMN=

m

8T2

(

x

2 N

-

x

2 M

)

點評：該題考查驗證動能定理中平衡摩擦力的方法，同時考查動能定理的計算與表達，要注重對知識的梳理與正確記憶．屬于簡單題．