Question

（1）某同学用如图1所示的实验装置进行“探究功与速度变化的关系”实验，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小实验误差，除了要求钩码的重力远小于小车的重力外，在实验中应该采取的必要措施是

平衡摩擦力

．
（2）打点计时器使用50Hz的交流电．图2是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置．

表：纸带的测量结果

测量点	S/cm	v/（m?s-1）
O	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

（3）实验测得小车的质是为0.22kg．此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J，小车的动能变化为

0.022

J，这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”．

Answer 1

分析：（1）本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，具体实验时注意两点，一是钩码质量远小于小车的质量，二是要平衡摩擦力；
（2）注意读数时要进行估读，由于小车做匀变速直线运动，根据时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出各点速度大小；
（3）根据△Ek=

1

2

m

v

2 E

-

1

2

m

v

2 A

可以求出小车动能的变化情况．

解答：解：（1）本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，对小车受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力，要使拉力近似等于合力，可将长木板一段垫高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因为中间还有滑轮与轴之间的摩擦阻力，故拉力近似等于合力．
故答案为：平衡摩擦力．
（2）根据刻度尺的读数可知，S_C=5.06cm；
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出C点是速度为：
vC=

xBD

t

=

(7.15-3.20)cm

4×0.02s

=0.49m/s
故答案为：5.06；0.49．
（3）同学研究小车运动过程中A点到E点小车的动能变化为：
△Ek=

1

2

m

v

2 E

-

1

2

m

2 A

=0.022J
故答案为：0.022．

点评：通过实验来探究物体的动能定理，可以将该实验与探究力、加速度、质量之间关系的实验进行类比学习，扩展思维，培养知识的综合应用能力．