Question

某實(shí)驗(yàn)室可利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”．如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的輕細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用速度傳感器記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小中車中可以放置砝碼．
（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①測量小車（包括拉力傳感器）的質(zhì)量M₁；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；
②將小車停在靠右方的C位置，接通電源后釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度．
③在小車中增加砝碼或

改變鉤碼個(gè)數(shù)，

重復(fù)②的操作．
（2）下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M₁與小車中砝碼質(zhì)量之和，|

v

2 2

-

v

2 1

|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間對小車所作的功．表格中的△E₃=

0.600

，W₃=

0.610

．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）分析下表，在誤差范圍內(nèi)你可以得到的結(jié)論是

拉力F對小車所做的功等于小車和砝碼動(dòng)能的變化

；
造成誤差的原因

小車在運(yùn)動(dòng)過程中要克服阻力做功．

．?dāng)?shù)據(jù)記錄表

次數(shù)	M/kg	| v 2 2 - v 2 1 |/（m/s）2	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	△E3	1.220	W3
4	1.000	2.40	1.20	2.420	1.21
5	1.000	2.84	1.42	2.860	1.43

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)，通過速度傳感器可讀出兩點(diǎn)速度的平方差，同時(shí)利用拉力傳感器測量出拉小車的力，從而由AB長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）③改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
（2）由表格數(shù)據(jù)可得到：動(dòng)能變化量△E₃=

1

2

M（v₂²-v₁²）=

1

2

×0.500×2.40J=0.600J．
設(shè)AB距離為s，由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知：W₁=0.200J，F(xiàn)₁=0.400N，由W₁=F₁s，得s=

W1

F1

=

0.200

0.400

m=0.5m；
可得到這樣的規(guī)律：W=0.5F．
故第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)₃=1.220N，則  W₃=F₃s=1.220×0.5J=0.610J
（3）在方格紙上作出△E-W圖線如圖所示，由圖線分析可知W=△E，可以得到的結(jié)論是：在誤差實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，拉力F對小車所做的功等于小車和砝碼動(dòng)能的變化；
造成誤差的原因是：小車在運(yùn)動(dòng)過程中要克服阻力做功．
故答案為：（1）改變鉤碼個(gè)數(shù)；（2）0.600，0.610；（3）拉力F對小車所做的功等于小車和砝碼動(dòng)能的變化；小車在運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做功．

點(diǎn)評：本題要注意的是：鉤碼的重力不等于細(xì)線的拉力，同時(shí)學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用公式法和圖象法兩種方法得出規(guī)律．