Question

為了探究物體做功與物體速度變化的關系，現提供如圖所示的器材，A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器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的木板上，C為力傳感器，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．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，順次選取5個
點，分別測量這5個點到0之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差△v²（△v²=v²-v₀²），填入下表：

點跡	S/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

（1）請以△v²為縱坐標，以s為橫坐標在方格紙中作出△v²-s圖象．
（2）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

0.25

N．
（3）若該同學通過計算發現小車所受合外力小于力傳感器讀數，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

．

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：
（2）由動能定理可得：W=Fx=

1

2

mv²-

1

2

mv₀²=

1

2

m（v²-v₀²）
△v²=

2F

m

x
則可知圖象的斜率等于

2F

m

，由圖可知，圖象的斜率為2.5；合外力F=0.25N；
（3）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；（2）0.25；（3）未平衡摩擦力；

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．