Question

9．某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”．图中小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz．

（1）实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．
（2）如图乙是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及多个计数点A、B、C、D、E、…，可获得各计数点刻度值s，求出对应时刻小车的瞬时速度V，则D点对应的刻度值为s_D=8.15cm，D点对应的速度大小为v_D=0.54m/s．
（3）下表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据．其中M是小车质量M₁与小车中砝码质量m之和，|v₂²-vv₁²|是纸带上某两点的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E；F是钩码所受重力的大小，W是在以上两点间F所作的功．

次数	M/kg	|v22-vv12|/（m2•s-2）	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.490	0.210
2	0.500	1.65	0.413	0.980	0.430
3	0.500	2.40	0.600	1.470	0.630
4	1.000	2.40	1.200	2.450	1.240
5	1.000	2.84	1.420	2.940	1.470

由上表数据可以看出，W总是大于△E，其主要原因是；钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差，还有没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）该实验中，用绳子的拉力代替小车受到的合力，应在实验前平衡摩擦力．
（2）由图可以读取D点的刻度，注意估读．由D点的速度等于CE的平均速度，由图可读取CE的距离，然后可以算出平均速度．
（3）本实验中，用钩码所受重力代替小车受到的合力，而实际上钩码的重力大于小车实际受到的拉力

解答 解：（1）②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源．
（2）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，D点对应的刻度值：s_D=8.15cm，
D点的瞬时速度等于CE的平均速度v_D=$\frac{CE}{4T}$=$\frac{0.1040-0.0605}{4×0.02}$≈0.54m/s；
（3）本实验中，用钩码所受重力代替小车受到的合力，而实际上钩码的重力大于小车实际受到的拉力，钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差；
除此之外，实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足也会造成W_总是大于△E．
故答案为：（1）先接通电源；后放开小车；（2）8.15；0.54；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

点评 本题需要掌握好实验步骤，数据得读取和速度的计算，一般设计纸带问题，重要的就是数据读取和速度的计算，因此这两个知识点要掌握熟练．