Question

4．某同学采用如图甲所示的装置来“探究动能定理”．
（1）图甲中，小车处于待释放状态，不恰当的地方有：①小车离打点计时器太远；②定滑轮与小车之间的细线没有与木板平行；③没有平衡摩擦力．

（2）将实验装置调整好以后，正确操作打出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点的起始点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，则打B点时，小车的速度v_B=0.40m/s（结果保留两位有效数字）；如果探究从小车释放到打B点过程钩码重力做的功与小车动能变化量的关系，除了钩码质量、纸带上的数据外，还需要测量的物理量是小车的质量．

Answer 1

分析 （1）分析实验的原理图，根据实验中的注意事项及减小误差的方法等分析本实验存在的问题；
（2）由图可知每两计数点之间的时间间隔，以B为中间时刻，求出平均速度即为P点的瞬时速度，根据动能定理判断还需要测量的物理量．

解答 解：（1）小车离打点计时器太远会浪费纸带，而且打出的点少；定滑轮与小车之间的细线如果不与木板平行，则小车受到的拉力是变力；木板右侧应垫高，以平衡摩擦力．
（2）由题意知相邻两计数点间的时间间隔是T=0.1s，v_B=$\frac{\overline{AC}}{2T}=\frac{26.01-18.01}{0.2}$×10^-2m/s=0.40m/s，根据mgx=$\frac{1}{2}$Mv²可知，还需测出小车的质量，才能探究动能定理．
故答案为：（1）①小车离打点计时器太远；②定滑轮与小车之间的细线没有与木板平行；③没有平衡摩擦力；（2）0.40；小车的质量．

点评 探究动能定理的实验要与探究加速度与力和质量关系的实验联系起来看，有很多相似之处，明确纸带法求速度的方法，难度适中．