Question

在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图（ l ）所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置．
①实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是

 

和

 

；
②如图（ 2 ）所示是实验中得到的一条纸带，其中 A、B、C、D、E、F 是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为 T，相邻计数点间距离已在图中标出，测出小车的质量为 M，钩码的总质量为 m．从打 B 点到打 E 点的过程中，为达到实验目的，该同学应该寻找

 

  和

 

之间的数值关系（用题中和图中的物理量符号表示）．

Answer 1

分析：①由于小车运动过程中会遇到（滑轮和细绳、小车和木板、打点计时器和纸带之间等）阻力，所以要平衡摩擦力．平衡摩擦力时，要轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动；由于小车加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，小ma，勾码重量越小，ma越小，拉力与重量越接进．
②判断动能增加量是否等于拉力的功即可；计算B、E瞬时速度用平均速度等于中间时刻瞬时速度的方法．

解答：解：①由于小车运动过程中会遇到阻力，同时由于小车加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，故要使拉力接进勾码的重量，要平衡摩擦力，以及要使勾码的质量远小于小车的质量；
故答案为：保证钩码的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力．
②B点速度为：v_B=

△x1+△x2

2T

 
E点速度为：v_E=

△x4+△x5

2T

 
故动能增量为：

1

2

M(

△x4+△x5

2T

)2-

1

2

M(

△x1+△x2

2T

)2
拉力做的功为：W=mg（△x₂+△x₃+△x₄）
故答案为：mg（△x₂+△x₃+△x₄），

1

2

M(

△x4+△x5

2T

)2-

1

2

M(

△x1+△x2

2T

)2．

点评：本题关键是要根据探究功与速度变化关系的实验的实验原理，从减小实验误差的角度来分析．