题目内容
(8分)有位同学设计了一个实验,用来验证在外力作用下物体做加速运动时,动能的改变量等于合外力所做的功。如图,他使用的实验仪器有.电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、天平(图中未画出)、带定滑轮的木板(长约1米)、细线、砝码盘、砝码等。
该同学操作如下。
(1)用天平测出木块的质量m。把器材按图安装好。纸带固定在木块中间的方孔内。
(2)把木块放在打点计时器附近,用手按住,往砝码盘中加砝码,再放开木块,让它做加速运动。然后接通打点计时器电源,让它工作。当木块到达定滑轮处时,断开电源
(3)取下纸带,并在纸带上做了如下图的标记,然后进行数据处理。
请回答下列问题。
(1)该同学操作过程中有一处明显的不当之处,请更正: 。
(2)利用测得的木块质量m、交流电源的周期T、纸带上标示的位移.请你写出木块在加速阶段所受合外力的表达式: ;
请写出验证动能定理的方法:
。
(3)在上述试验中,如果对该同学选择的仪器和做法做一些更改,则可以直接将砝码及砝码盘的重力,作为研究对象所受到的合外力。为达到这个目的,你认为应该怎样做
。
(8分)答案:(1)应先接通电源,待打点计时器稳定工作后,再放开木块。(2分)
(2);(2分)
由 ;
可知,只要验证.在误差允许范围内是否成立即可。(2分)
(3)将木块换成带轮小车以减少摩擦;垫起木板一端利用小车的下滑力平衡摩擦力;保证砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量。(2分)