Question

某实验小组采用如图1所示的装置探究“动能定理”，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，请将步骤②补充完整．                                                         

测量点	s/cm	v/（m?s-1）
0	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

①在小车内放人砝码，把纸带穿过打点计时器限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，先

接通电源

再

释放小车

，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改变钩码或小车内砝码的数量，更换纸带，重复②的操作，
（2）图2是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0点的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v（见表1），请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．
（3）实验小组根据实验数据绘出了图3中的图线（其中△v²=（v²-v²₀），根据图线可获得的结论是

△v

2

与位移s成正比

要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

小车质量M

．

Answer 1

分析：（1）的关键是明确做使用打点计时器实验时，应先接通电源，等电源稳定工作后再释放纸带，否则将增大测量误差；（3）的关键是首先对小车受力分析，写出动能定理表达式，然后讨论即可．

解答：解：（1）②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再释放纸带．
（2）刻度尺读数为OC=5.10cm，打C点时的速度

v

c

=

OD-OB

2T

=

(7.15-3.20)×0.01

2×0.02

m/s=0.99m/s
（3）对小车由动能定理表达式

F

合

s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，可得

△v

2

=

v

2 2

-v

2 1

=

2F   合

M

s，可见若

△v

2

-s图象是一条过原点的倾斜直线，即说明

△v

2

与位移s成正比，要验证动能定理，若满足钩码质量m远小于小车质量M，则应有（mg-f）s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，所以还需要测量的物理量是摩擦力f和小车的质量M．
故答案为（1）接通电源，释放纸带
        （2）5.10m，0.99m/s
        （3）

△v

2

与位移s成正比，小车质量M

点评：解决物理实验题目的关键是明确实验原理，根据物理定律写出表达式，然后讨论即可．