Question

某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼.實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50 Hz.

(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：

①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼;

②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，___________，_____________，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，______________；

③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作.

(2)如圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D.和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.

(3)在小車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，___________做正功，_____________做負(fù)功.

(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線（其中Δv²=v²-v₀²）,根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是___________________________.要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需測(cè)量的物理量是摩擦力和__________.

表1  紙帶的結(jié)果

測(cè)量點(diǎn)	S/cm	v/(m·s-1)
O	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C	______________	____________
D.	7.15	0.54
E	9.41	0.60

Answer 1

（1）接通電源  釋放小車  斷開開關(guān)

（2）5.09  0.50 

(3)鉤碼的重力  摩擦力

（4）小車初、末速度的平方差與位移成正比  小車質(zhì)量

解析：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)，再釋放小車，在紙帶上打出一系列點(diǎn)，最后斷開開關(guān)，停止打點(diǎn).

(2)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從直尺中讀出S_C=5.09 cm(最小刻度1 mm,再估讀一位)，C點(diǎn)速度等于B、D兩點(diǎn)間的平均速度即v_C==0.49 m/s.

(3)在移動(dòng)過(guò)程中鉤碼受的重力是動(dòng)力，其重力做正功，小車受的摩擦力做負(fù)功.

（4）Δv²-S圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，說(shuō)明Δv²與S成正比關(guān)系，即小車初、末速度的平方差與位移S成正比關(guān)系，Δv²=kS,由mv²-mv₀²=(mg-f)S知，要驗(yàn)證上式成立還需測(cè)出摩擦力f和小車質(zhì)量m.