Question

（9分）某實驗小組的同學欲“探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系”，在實驗室設計了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為小車，B打點計時器，C為彈簧測力計，P為小桶（內有沙子），一端帶有定滑輪的足夠長的木板水平放置，不計繩與滑輪的摩擦．實驗時，把長木板不帶滑輪的一端墊起適當的高度，以平衡摩擦力，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，計算出它們與零點之間的速度平方差△v²=v²－v₀²，彈簧秤的讀數為F，小車的質量為m，然后建立△v²—x坐標系，通過描點法得到的圖像是一條過原點的直線，如圖乙所示，則這條直線的斜率的意義為___________．（填寫表達式）
（2）若測出小車質量為0.4 kg，結合圖像可求得小車所受合外力的大小為__________N．
（3） 本實驗中是否必須滿足小桶（含內部沙子）的質量遠小于小車的質量　　　（填“是”或“否”）

Answer 1

（1） （2）1 （3）否

試題分析：根據可以知道圖像斜率表示2倍加速度大小，根據牛頓第二定律，亦即表示，若小車質量為0.4 kg，結合圖像可知有：,F=1N,小車所受的合力可以知道其準確數值，不需要取近似值，所以對小桶質量和小車質量關系沒有要求。