Question

12．若用如圖所示的實驗裝置“探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系”．使木板水平放置，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．
（1）該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡？清楚的某點開始記為0點，再順次選取5個點，分別測量這5個點到0之間的距離L，并計算出各點速度平方與0點速度平方之差△v²（△v²=v²-v₀²），填入如表：

點跡	L/cm	△v2/m2•s-2
0	/	/
1	1.60	0.04
2	3.60	0.09
3	6.00	0.15
4	7.00	0.18
5	9.20	0.23

請以△v²為縱坐標，以L為橫坐標在方格紙中作出△v²-L圖象．
若測出小車質量為0.2kg，結合圖象可求得小車所受合外力的大小為0.25N．
②若該同學通過計算發(fā)現小車所受合外力小于測力計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍．你認為主要原因是未平衡摩擦力．實驗操作中改進的措施是措施是把木板不帶定滑輪的那一端適當墊高，以平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）根據圖象用直線將點相連，誤差較大的點舍去；結合動能定理的表達式分析圖象的可得出圖象中有關合外力表達式；
（2）實驗中將拉力作為了合力，但若不平衡摩擦力，則會造成較大的誤差．

解答 解：①根據描點法作出圖象，如圖所示：
由動能定理可得：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實驗中是將物體的重力充當了小車的拉力，由于小車受到桌面的摩擦力，故會使合力小于物體的重力，造成較大的誤差，故應未平衡摩擦力（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墊高，以平衡摩擦力．
故答案為：①如圖所示；0.25；②未平衡摩擦力，措施是把木板不帶定滑輪的那一端適當墊高，以平衡摩擦力．

點評 對于實驗的考查應要注意實驗的原理，通過原理體會實驗中的數據處理方法及儀器的選擇；有條件的最好親手做一下實驗．