Question

某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它做功的关系．图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，A，B均置于足够长的水平木板上，木板一端带有定滑轮，定滑轮上挂重物P，C为弹簧测力计．不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

①弹簧测力计的读数为

 

N．
②该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为K点，再顺次选取6个点，分别记为0、1、2，3，4，5点，先测量0点到K点的距离x₀，之后测量另5个点到0点的距离x．求出6个点的速度大小，计算出1、2，3，4，5点与0点之间的速度平方差△v²=v²-v

2 0

，然后在坐标纸中建立△v²～x坐标系，并根据测得的数据进行如图2所示的描点．根据图象，小车的加速度大小是

 

m/s²，若测出小车质量为0.6kg，结合图
象可求得小车所受合外力的大小为

 

N．（结果小数点后保留两位数字）
③该同学通过计算发现测力计读数大于小车所受合外力，要让弹簧测力计的读数等于小车所受合外力，应该采取的措施是

 

．（填选项序号）
A．增大重物P质量、使P质量远大于小车A质量
B．增大小车A质量，使A质量远大于小车P质量
C．适当抬高木板右端，平衡摩擦力
D．适当抬高木板左端，平衡摩擦力．

Answer 1

分析：①弹簧测力计最小刻度为0.1N，读数要估读到0.01N；
②根据图象用直线将点相连，误差较大的点舍去；结合动能定理的表达式分析图象的可得出图象中有关合外力表达式；然后结合图象求解加速度；根据牛顿第二定律求解合力；
③实验中将拉力作为了合力，但若不平衡摩擦力，则会造成较大的误差．

解答：解：①弹簧测力计最小刻度为0.1N，故读数为：2.50N；
②由动能定理可得：
W=Fx=

1

2

mv²-

1

2

mv₀²=

1

2

m（v²-v₀²）
△v²=

2F

m

x
则可知图象的斜率等于

2F

m

，由图可知，图象的斜率为2.5；
合外力F=0.75N，加速度a=1.25m/s²；

③实验中是将物体的重力充当了小车的拉力，由于小车受到桌面的摩擦力，故会使合力小于物体的重力，造成较大的误差，故应未平衡摩擦力（或小车受到的摩擦阻力的影响）．措施是把木板不带定滑轮的那一端适当垫高，以平衡摩擦力．
故选：D．
故答案为：①2.50；②1.25，0.75；③D．

点评：对于实验的考查应要注意实验的原理，通过原理体会实验中的数据处理方法及仪器的选择；有条件的最好亲手做一下实验．