Question

11．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連．在水平桌面上相距L的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器．小車中放有砝碼．
（1）完成實(shí)驗(yàn)主要步驟：
①測(cè)量小車及其中砝碼和拉力傳感器的總質(zhì)量M把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；
②將小車停在C點(diǎn)，由靜止釋放，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄拉力傳感器的示數(shù)F及
A、B兩處速度傳感器的示數(shù)v_A和v_B．（填寫物理量及表示物理量的字母）
③在小車中增加或減少砝碼，重復(fù)②的操作．
（2）試驗(yàn)中外力做功的表達(dá)式為W=FL，動(dòng)能變化的表達(dá)式為△E_k=$\frac{1}{2}M（{v}_{A}^{2}-{v}_{B}^{2}）$．（用題中給定的物理量字母及記錄的物理量字母表示）
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)外力做功與動(dòng)能變化并不相等，造成這一系統(tǒng)誤差的原因是小車受到摩擦阻力做功造成．

Answer 1

分析 小車在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在水平面上做加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)速度傳感器可算出A B兩點(diǎn)的速度大小，同時(shí)利用拉力傳感器測(cè)量出拉小車的力，從而由AB長(zhǎng)度可求出合力做的功與小車的動(dòng)能變化關(guān)系．

解答 解：（1））①因?yàn)橐��?jì)算總動(dòng)能，所以要測(cè)量小車及其中砝碼以及拉力傳感器的總質(zhì)量；
③需要測(cè)量小車受到的合力，即要測(cè)量小車的拉力（傳感器讀數(shù)）；要求動(dòng)能的變化，需要記錄A、B兩處速度傳感器的示數(shù)${v}_{A}^{\;}$、${v}_{B}^{\;}$
（2）根據(jù)功的計(jì)算公式可得：W=FL．
由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律△E=$\frac{1}{2}$M（v_A²-v_B²）
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)外力做功與動(dòng)能變化并不相等，造成這一系統(tǒng)誤差的原因是小車受到摩擦阻力做功造成
故答案為：（1）①小車及其中砝碼
②拉力傳感器的示數(shù)F       A、B兩處速度傳感器的示數(shù)v_A 和v_B
（2）FL        $\frac{1}{2}M（v_A^2-v_B^2）$
（3）小車受到摩擦阻力做功造成

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、消除系統(tǒng)誤差的方法，掌握實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)原理可以解題，“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．