Question

某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外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的足够长的木板上，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）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，再顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离L，并计算出各点速度平方与0点速度平方之差△v²（△v²=v²－v₀²），填入下表：
请以△v²为纵坐标，以L为横坐标在方格纸中作出△v²-L图象。
若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为 _______ N。（保留2位有效数字）
（2）若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是_________________________________________。

Answer 1

（1）图象如下图。

（2）0.25±0.01N
（3）小车滑行时所受摩擦阻力较大。

解析试题分析：（1）采用描点法作图．先根据表格中每组数据，在坐标轴上描点，再用平滑的曲线将点拟合起来．图象如下图。

（2）根据题意可知，图线的斜率为2a，所以小车运动的加速度，根据牛顿第二定律可知小车所受合外力的大小。
（3）如果通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，产生这种情况的原因一般是小车滑行时所受摩擦阻力较大的缘故。
考点：探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系
点评：本实验中克服了探究加速度与力、质量的关心的试验中让砝码和小盘的重力近似等于小车受到拉力时的系统误差，并且对砝码和小潘的质量没有了限制。