Question

某實(shí)驗(yàn)小組采用圖甲所示的裝置探究“合外力做功與物體動能變化的關(guān)系”。

①實(shí)驗(yàn)前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時(shí)做勻速直線運(yùn)動。這樣做的目的是                     。
②如果需要用圖中砝碼和吊盤的總重力來表示小車受到的合外力，必須滿足的條件是               。
③同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析。小車剛開始運(yùn)動時(shí)對應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O，在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。通過測量紙帶計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差△v²、起始點(diǎn)O到計(jì)數(shù)點(diǎn)過程中細(xì)繩對小車做的功W。以W為縱坐標(biāo)，以△v²為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W—△v²圖象，如圖乙所示。那么，根據(jù)圖像可以得到的結(jié)論是                  。
④如果要驗(yàn)證“動能定理”，還需要測量的物理量是                    。
⑤如果“動能定理”成立，那么W—△v²圖像的斜率的物理意義是                 。

Answer 1

①平衡摩擦力；②小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和吊盤的總質(zhì)量；③小車合外力所做的功W與其速度平方差△v²成正比；④小車的質(zhì)量；⑤小車的質(zhì)量的一半。

解析試題分析：①小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使細(xì)繩拉力等于合力，則應(yīng)該用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力；②砝碼和吊盤加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有
對砝碼和吊盤，有 mg-T=ma
對小車，有 T=Ma
解得
故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg
③因W—△v²圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，則合外力所做的功W與其速度平方差△v²成正比
④由動能定理知,要驗(yàn)證此式成立，則必須測出小車的質(zhì)量M。
⑤由知，W—△v²圖象的斜率表示小車質(zhì)量的一半。（評分標(biāo)準(zhǔn)：每空2分，共10分）
考點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)考查了探究功與速度變化的關(guān)系