Question

（2011?湛江模拟）①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置进行实验，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，在器材的选用和调节上，除满足钩码的质量远远小于小车的质量外，还须满足的另一个要求是

平衡摩擦力

．

②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T、距离如图乙所示，则打下C点时小车的速度表达式为（用题中所给的物理量表示）

s2+s3

2T

，
③要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测量的物理量有

钩码的质量和小车的质量

．

Answer 1

分析：（1）本实验要探究合力做的功与小车动能的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，首先要使细线的拉力等于小车的合力，其次要使勾码的重力等于细线的拉力，故需要求出小车所受到的合力的表达式，根据表达式讨论；
（2）由于受到恒力作用，小车做匀加速直线运动，可以根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度的方法，求解打下C点时小车的速度；
（3）根据功和动能的表达式，可以得到哪些物理量是需要测量的；

解答：解：（1）本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力
对小车受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力
要使拉力近似等于合力，可将长木板一段垫高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因为中间还有滑轮与轴之间的摩擦阻力，故拉力近似等于合力，同时，由于砝码加速下降，处于失重状态，要使砝码的重力近似等于拉力，还要求钩码的质量远小于小车的质量；
故答案为：平衡摩擦力．
（2）由于小车受到恒力作用，做匀加速直线运动
根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有
v_c=

.

v

 BD=

s2+s3

2T

故答案为：

s2+s3

2T

．
（3）合力功为
W=Fx
动能增量为
△E_k=

1

2

mv²
还要测出的物理量有勾码的质量和小车的质量；
故答案为：勾码的质量和小车的质量．

点评：本题关键明确实验目地和实验原理，可以先设法求出合力的表达式，然后根据表达式讨论得到结论，同样对于待测量的确定，也是结合表达式讨论．