题目内容
18．某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合力对它所做功的关系．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，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮足够长的木板上，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），不计绳与滑轮的摩擦．打点计时器在纸带上打下一系列点．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0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差△v2（△v2=v2-v02），填入下表：| 点迹 | x/cm | △v2/（m2•s-2） |
| 0 | - | - |
| 1 | 1.60 | 0.04 |
| 2 | 3.60 | 0.09 |
| 3 | 6.00 | 0.15 |
| 4 | 7.00 | 0.18 |
| 5 | 9.20 | 0.23 |
（1）使用打点计时器时应先接通电源然后放开纸带
（2）请以△v2为纵坐标，以x为横坐标在坐标图2中作出△v2-x图象．若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合力的大小为0.25N
（3）本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量否（填是或否）
（4）若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数，明显超出实验误差的正常范围．你认为主要原因是未平衡摩擦力．
分析 （1）使用打点计时器时应先接通电源再放开纸带；
（2）由图中数据描点可以做出图象．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；
（3）由图示实验可知，小车所受拉力可以由测力计测出，据此分析答题；
（4）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）使用打点计时器时应先接通电源然后放开纸带．
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象如图所示：
（2）由动能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$m（v2-v02），
△v2=$\frac{2F}{m}$x，则可知图象的斜率等于$\frac{2F}{m}$，由图可知，图象的斜率为2.5；合外力F=0.25N；
（3）由图示图象可知，小车所受拉力可以由弹簧测力计测出，本实验中不需要必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量．
（4）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．
故答案为：（1）接通电源然后放开纸带；（2）图象如图所示；0.25；（3）否；（4）未平衡摩擦力．
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．
练习册系列答案
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