Question

某實驗小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼.實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50 Hz.

(1)實驗的部分步驟如下：

①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼;

②將小車停在打點計時器附近，___________，_____________，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，______________；

③改變鉤碼或小車中砝碼的數量，更換紙帶，重復②的操作.

(2)如圖是鉤碼質量為0.03 kg、砝碼質量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D.和E五個計數點，可獲得各計數點到O的距離S及對應時刻小車的瞬時速度v,請將C點的測量結果填在表1中的相應位置.

(3)在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統，___________做正功，_____________做負功.

(4)實驗小組根據實驗數據繪出了圖中的圖線（其中Δv²=v²-v₀²）,根據圖線可獲得的結論是___________________________.要驗證“動能定理”，還需測量的物理量是摩擦力和__________.

表1  紙帶的結果

測量點	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

（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  小車質量

解析：（1）實驗中應先接通電源，讓打點計時器開始打點，再釋放小車，在紙帶上打出一系列點，最后斷開開關，停止打點.

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

(3)在移動過程中鉤碼受的重力是動力，其重力做正功，小車受的摩擦力做負功.

（4）Δv²-S圖象是過原點的傾斜直線，說明Δv²與S成正比關系，即小車初、末速度的平方差與位移S成正比關系，Δv²=kS,由mv²-mv₀²=(mg-f)S知，要驗證上式成立還需測出摩擦力f和小車質量m.