Question

5．某探究学习小组验证动能定理的实验装置如图甲．

①实验时首先要平衡摩擦力：取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，让小车拖着（选填“拖着”或“不拖着”）纸带运动，直到小车做匀速直线运动．
②打点计时器使用频率为50Hz的交流电，记录小车运动的纸带如图乙所示．在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出．本实验需根据此纸带计算速度（选填“速度”、“加速度”）的值，其中小车通过计数点“B”时，该值=0.13m/s（计算结果保留两位有效数字）．
③若实验室没有沙桶只有钩码，每个钩码质量m=50g，小车总质量M=200g，用该实验装置验证动能定理，则需验证重力对钩码所做的功是否等于小车和钩码（选填“小车”或“小车和钩码”）动能的增量．

Answer 1

分析 1、阻力包括限位孔对纸带的阻力，故要拖着纸带平衡摩擦力；
2、要验证动能定理，需要测量初速度与末速度，根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻瞬时速度求解某点的速度；
3、重力对钩码做的功等于合外力对小车和钩码做的功之和．

解答 解：（1）系统受到的阻力包括限位孔对纸带的阻力，故要拖着纸带要平衡摩擦力；
直到小车做匀速直线运动，即可达到平衡摩擦力目的．
（2）要验证动能定理，需要测量初速度与末速度；
B点速度等于AC段平均速度，故v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.026}{0.2}$m/s=0.13m/s；
（3）细线对钩码做功和对小车做功之和为零，故重力对钩码做的功等于合外力对小车和钩码做的功之和；
故答案为：①拖着，匀速直线； ②速度，0.13m/s；  ③小车和钩码．

点评 本题关键明确验证动能定理实验的原理和误差来源，同时要掌握该实验的注意事项，实验前要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，以及过平衡摩擦力都是错误的．