Question

12．某同學用如圖所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系．圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩的質量和繩與滑輪的摩擦．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．
該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為O點，順次選取5個點，分別測量這5個點到O之間的距離，并計算出它們與O點之間的速度平方差△v²（△v²=v²-v₀²），填入下表：

點跡	s/m	△v2/m2•s2
O	/	/
1	1.60	0.04
2	3.60	0.09
3	6.00	0.15
4	7.00	0.18
5	9.20	0.23

請以△v²為縱坐標，以s為橫坐標在方格紙中作出△v²-s圖象．若測出小車A質量為0.2kg，結合圖象可求處小車所受合外力的大小為F=0.25N．

Answer 1

分析 根據圖象用直線將點相連，誤差較大的點舍去；結合動能定理的表達式分析圖象的可得出圖象中有關合外力表達式．

解答 解：根據描點法作出圖象，如圖所示：
由動能定理可得：W=Fx=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$m（v²-v₀²）
△v²=$\frac{2F}{m}$x，
則可知圖象的斜率等于$\frac{2F}{m}$，由圖可知，圖象的斜率為k=$\frac{0.25-0}{0.10-0}$=2.5，則$\frac{2F}{m}=2.5$，解得合外力F=0.25N．
故答案為：如圖所示；0.25．

點評 對于實驗的考查應要注意實驗的原理，通過原理體會實驗中的數據處理方法及儀器的選擇；有條件的最好親手做一下實驗．