Question

某课外兴趣小组在研究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中使用了如图所示的实验装置：

小题1:该小组同学实验时在安装正确，操作规范的前提下（已平衡摩擦力），用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小由此带来的系统误差，钩码的总质量m和小车的总质量M之间需满足的条件是：M       m。
小题2: 实验时，小车由静止开始释放，已知释放时钩码底端离地高度为H，现测出的物理量还有：小车由静止开始起发生的位移s（s＜H）、小车发生位移s时的速度大小为v，钩码的总质量为m，小车的总质量为M，设重力加速度为g，则实际测量出的合外力的功mgs将         （选填“大于”、“小于”或“等于”）小车动能的变化。
小题3: 在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。则打A点时小车运动的速度v_A=___________m/s，小车运动的加速度a=___________m/s²。（结果要求保留三位有效数字）

Answer 1

小题1:
小题2:
小题3:

小题1:重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，对重物，有 mg-T=ma  对小车，有 T=Ma   解得  T=   故当M＞＞m时，有T≈mg
小题2:由于重物加速下降，处于失重状态，故对细线的拉力小于重力，而拉力等于小车受到的合力，合力做功等于小车动能增加量，故重力对重物做的功大于小车动能的增加量；
小题3:每两个相邻计数点间还有四个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，v_A="0.337" m/s
根据公式△x=aT²得到：a="0.393" m/s²
点评：本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法．