Question

某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”。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。小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为200g。

①实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是（    ）

A．为了平稳摩擦力

B．增大小车下滑的加速度

C．可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功

D．可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求

②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功。其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中。

点迹	O	A	B	C	D	E	F	G
x/cm		15.50	21.60	28.61	36.70	45.75	55.75	66.77
v/(m﹒s-1)			0.656	0.755		0.953	1.051
△v 2/(m2﹒s-2)			0.430	0.570		0.908	1.105
W/J			0.0432	0.0572		0.0915	0.112

③以W为纵坐标、以△v ²为横坐标在方格纸中作出W---△v ²图象。B 、C、E、F四点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象。

④根据图象分析得到的结论                                    。

⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理。如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中。小车质量为m，打点计时器的打点周期为T。利用这些数据可以验证动能定理。

请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由。如果可行，写出必要的分析与推理。

 

Answer 1

①AC    （2分）  

②0.857、0.734、0.0734            （3分）

     ③描点，将五点连成通过原点的直线（3分）  

④W与△v²成正比                （2分） 

⑤  可行           （1分）

从A到B的过程中，恒力做的功为W_MN＝Fx_MN     （1分）

物体动能的变化量为

E_kN－E_kM＝mv_M²－mv_N²＝m()²－m()²＝   （1分）

有Fx_MN=，说明合外力做功等于物体动能变化，即验证了动能定理。（1分）