Question

20．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”．如图1所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码．
（1）实验主要步骤如下：
①测量小车和拉力传感器的总质量M₁；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；
③在小车中增加砝码，或改变小车质量，重复②的操作．
（2）如表所示是他们测得的一组数据，期中M是M₁与小车中砝码质量之和，|${{v}_{2}}^{2}$-${{v}_{1}}^{2}$|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E_k，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的△E_k3=0.600J，W₃=0.610J．（结果保留三位有效数字）
数据记录表

次数	M/kg	|v-v|/（m/s）2	△Ek/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.650	0.413	0.8400	0.4200
3	0.500	2.400	△Ek3	1.220	W3
4	1.000	2.400	1.200	2.420	1.210
5	1.000	2.840	1.420	2.860	1.430

（3）根据表，请在图2中作出△E_k-W图线．

Answer 1

分析 小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动，通过速度传感器可算出A B两点的速度大小，同时利用拉力传感器测量出拉小车的力，从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系．

解答 解：（1）①因为要计算动能，所以要测量小车和拉力传感器的总质量；
③在小车中增加砝码，或改变小车质量重复实验，得出5-6组数据；
（2）由各组数据可见规律△E=$\frac{1}{2}$M（v22-v12）
可得△E₃=0.600 J观察F-W数据规律可得数值上W₃=$\frac{F}{2}$=0.610 J
（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示

故答案为：（1）①小车；   ③改变小车质量．
（2）0.600J，0.610J．
（3）△E-W图线如图所示

点评 值得注意的是：钩码的重力不等于细线的拉力，同时学会分析实验数据从而得出规律．