在追尋科學家研究足跡的過程中，某同學為探究恆力做功和物體動能變化間的關係，採用瞭如圖（1）所示的“探究物體加速...

問題詳情：

在追尋科學家研究足跡的過程中，某同學為探究恆力做功和物體動能變化間的關係，採用瞭如圖（1）所示的“探究物體加速度與物體質量、受力之間關係”的實驗裝置．（重力加速度為g）

①實驗時，該同學想用鈎碼的重力表示滑塊受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，採取兩項措施：一是　保*鈎碼的總質量遠小於滑塊的質量　二是　平衡摩擦力　；

②如圖（2）所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續的六個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，相鄰計數點間距離已在圖中用x1，x2，x3，x4，x5標出，則vB　　，vE=　　同時測出滑塊的質量為M，鈎碼的總質量為m．從打B點到打E點的過程中，該同學為達到實驗目的，應該尋找　m﹣m　和　mg（△x2+△x3+△x4）　之間的數值關係（用題中和圖中的物理量符號表示）．

【回答】

考點：

探究加速度與物體質量、物體受力的關係．

專題：

實驗題；牛頓運動定律綜合專題．

分析：

①由於小車運動過程中會遇到（滑輪和細繩、小車和木板、打點計時器和紙帶之間等）阻力，所以要平衡摩擦力．平衡摩擦力時，要輕推一下小車，觀察小車是否做勻速運動；由於小車加速下降，處於失重狀態，拉力小於重力，小ma，勾碼重量越小，ma越小，拉力與重量越接進．

②判斷動能增加量是否等於拉力的功即可；計算B、E瞬時速度用平均速度等於中間時刻瞬時速度的方法．

解答：

解：①由於小車運動過程中會遇到阻力，同時由於小車加速下降，處於失重狀態，拉力小於重力，故要使拉力接進勾碼的重量，要平衡摩擦力，以及要使勾碼的質量遠小於小車的質量；

所以採取兩項措施：一是保*鈎碼的總質量遠小於滑塊的質量，二是平衡摩擦力．

②根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小．

vB=

根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點時小車的瞬時速度大小．

vE=

故動能增量為：m﹣m，拉力做的功為：W=mg（△x2+△x3+△x4）．

所以該同學為達到實驗目的，應該尋找m﹣m和mg（△x2+△x3+△x4）之間的數值關係．

故*：（1）保*鈎碼的總質量遠小於滑塊的質量，平衡摩擦力；

（2），，m﹣m，mg（△x2+△x3+△x4）．

點評：

本題關鍵是要根據探究功與速度變化關係的實驗的實驗原理，從減小實驗誤差的角度來分析．

知識點：專題十三 中學物理實驗

題型：實驗,探究題