Question

15．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上，C為彈簧測(cè)力計(jì)，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)．

該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，依次選取0、1、2、3、4、5共六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別測(cè)量后5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)數(shù)點(diǎn)0之間的距離，并計(jì)算出它們與0點(diǎn)之間的速度平方差△v²=（△v²=v²-v₀²），填入表：

計(jì)數(shù)點(diǎn)	s/cm	△v2/m2•s-2
計(jì)數(shù)點(diǎn)0	/	/
1	1.60	0.04
2	3.60	0.09
3	6.00	0.15
4	7.00	0.19
5	9.20	0.23

并以△v²為縱坐標(biāo)，以s為橫坐標(biāo)在方格紙中標(biāo)出了四個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)．
①請(qǐng)將所缺的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)用“×”標(biāo)識(shí)出來，并作出△v²-s圖象．
②若測(cè)出小車質(zhì)量為0.2kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合外力的大小為0.25N．
③該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測(cè)力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍．你認(rèn)為主要原因是未平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象用直線將點(diǎn)相連，誤差較大的點(diǎn)舍去；結(jié)合動(dòng)能定理的表達(dá)式分析圖象的可得出圖象中有關(guān)合外力表達(dá)式；
（2）實(shí)驗(yàn)中將拉力作為了合力，但若不平衡摩擦力，則會(huì)造成較大的誤差．

解答 解：（1）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：
由動(dòng)能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$m（v²-v₀²）
△v²=$\frac{2F}{m}x$
則可知圖象的斜率等于$\frac{2F}{m}$，由圖可知，圖象的斜率為2.5；合外力F=0.25N；
（2）實(shí)驗(yàn)中是將物體的重力充當(dāng)了小車的拉力，由于小車受到桌面的摩擦力，故會(huì)使合力小于物體的重力，造成較大的誤差，故應(yīng)未平衡摩擦力（或小車受到的摩擦阻力的影響）．措施是把木板不帶定滑輪的那一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力．
故答案為：（1）0.25；（2）未平衡摩擦力；

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考查應(yīng)要注意實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理體會(huì)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法及儀器的選擇；有條件的最好親手做一下實(shí)驗(yàn)．