Question

18．在“探究恒力做功與動(dòng)能改變間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用圖1示裝置的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)時(shí)：

（1）若用砂和小桶的總重力表示小車受到的合力，為了減少這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，必須：①使長(zhǎng)木板左端抬起-個(gè)合適的角度，以平衡摩擦力；②滿足條件，小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”、“等于”）；③使拉動(dòng)小車的細(xì)線（小車-滑輪段）與長(zhǎng)木板平行．
（2）如圖2所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，距離如圖所示，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度v_c表達(dá)式為（用題中所給物理量表示）${v}_{C}=\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$；要驗(yàn)證合外力做功與動(dòng)能變化間的關(guān)系，除了要測(cè)量砂和小砂桶的總重力、測(cè)量小車的位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 1．小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
2．為了使“沙和沙桶的總重力表示小車受到的合外力”所采取措施與驗(yàn)證牛頓第二定律類似；根據(jù)動(dòng)能定理的表達(dá)式，即可明確所測(cè)物理量．

解答 解：（1）若用砂和小桶的總重力表示小車受到的合力，為了減少這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，必須：
①使長(zhǎng)木板左端抬起-個(gè)合適的角度，以平衡摩擦力，以保證合外力等于繩子的拉力；
②滿足條件，小車質(zhì)量 遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量，以保證繩子的拉力等于沙與小桶的總重力；
③使拉動(dòng)小車的細(xì)線（小車---滑輪段）與長(zhǎng)木板平行，以保證合外力等于繩子的拉力．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，C點(diǎn)的速度等于BD之間的平均速度，所以：${v}_{C}=\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$
平衡摩擦力后，小車受到的合力為mg，合外力的功等于動(dòng)能的變化，因此需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：mgs=$\frac{1}{2}$mv_B²-$\frac{1}{2}$mv_A²；
故還需要測(cè)出的物理量是小車的質(zhì)量．
故答案為：（1）平衡摩擦力 ②遠(yuǎn)大于  ③平行  
（2）${v}_{C}=\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$；小車質(zhì)量

點(diǎn)評(píng) “探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”有很多類似之處，在平時(shí)學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、比較，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解能力．