Question

16．同學(xué)們在實驗室發(fā)現(xiàn)如圖1所示的實驗裝置，進(jìn)行了以下探索實驗．
（1）同學(xué)甲用該裝置探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系，同學(xué)乙用該裝置探究動能變化與合外力做功的關(guān)系，他們在實驗前都需要調(diào)整長木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
（2）甲、乙兩同學(xué)的實驗中不需要（填“需要”或“不需要”）滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量．
（3）某同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為零點，順次選取一系列點，分別測量這些點到零點之間的距離x，計算出它們與零點間的速度平方差△v²=v²-v₀²，彈簧測力計C的讀數(shù)為F，小車的質(zhì)量為m，建立△v²-x坐標(biāo)系，通過描點法得到的圖象是一條過原點的直線，如圖2所示，則這條直線的斜率的意義為$\frac{2F}{m}$．（填寫表達(dá)式）

Answer 1

分析 （1）在實驗前都需要調(diào)整長木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力，使得繩子的拉力等于小車的合力．
（2）實驗中繩子的拉力可以直接得出，不需要用重物的重力表示繩子的拉力，不需要滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量．
（3）根據(jù)動能定理，結(jié)合△v²=v²-v₀²，得出△v²與x的關(guān)系式，從而得出圖線斜率的含義．

解答 解：（1）在實驗前都需要調(diào)整長木板，使其不帶滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
（2）在實驗中，繩子的拉力可以通過彈簧測力計直接讀出，所以不需要滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量．
（3）由動能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（{v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}）$，所以△v²=$\frac{2Fx}{m}$，則可知圖象的斜率等于$\frac{2F}{m}$．
故答案為：（1）平衡摩擦力，（2）不需要，（3）$\frac{2F}{m}$．

點評 本題考查了創(chuàng)新方法探究功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵是列出動能定理方程然后結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析出截距與斜率的物理意義．