Question

4．某同學采用如圖甲所示的裝置來“探究動能定理”．
（1）圖甲中，小車處于待釋放狀態(tài)，不恰當的地方有：①小車離打點計時器太遠；②定滑輪與小車之間的細線沒有與木板平行；③沒有平衡摩擦力．

（2）將實驗裝置調整好以后，正確操作打出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點的起始點，相鄰兩個計數點間均有4個點未畫出，已知打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，則打B點時，小車的速度v_B=0.40m/s（結果保留兩位有效數字）；如果探究從小車釋放到打B點過程鉤碼重力做的功與小車動能變化量的關系，除了鉤碼質量、紙帶上的數據外，還需要測量的物理量是小車的質量．

Answer 1

分析 （1）分析實驗的原理圖，根據實驗中的注意事項及減小誤差的方法等分析本實驗存在的問題；
（2）由圖可知每兩計數點之間的時間間隔，以B為中間時刻，求出平均速度即為P點的瞬時速度，根據動能定理判斷還需要測量的物理量．

解答 解：（1）小車離打點計時器太遠會浪費紙帶，而且打出的點少；定滑輪與小車之間的細線如果不與木板平行，則小車受到的拉力是變力；木板右側應墊高，以平衡摩擦力．
（2）由題意知相鄰兩計數點間的時間間隔是T=0.1s，v_B=$\frac{\overline{AC}}{2T}=\frac{26.01-18.01}{0.2}$×10^-2m/s=0.40m/s，根據mgx=$\frac{1}{2}$Mv²可知，還需測出小車的質量，才能探究動能定理．
故答案為：（1）①小車離打點計時器太遠；②定滑輪與小車之間的細線沒有與木板平行；③沒有平衡摩擦力；（2）0.40；小車的質量．

點評 探究動能定理的實驗要與探究加速度與力和質量關系的實驗聯(lián)系起來看，有很多相似之處，明確紙帶法求速度的方法，難度適中．