Question

某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的“動能定理”．圖甲所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v．已知小車質量為200g．
①某次實驗得出拉力F隨位移s變化規律如圖乙所示，速度v隨位移s變化規律如圖丙所示．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中變力F做功W=

0.17

J，此過程動能的變化△E_k=

0.15

J（保留2位有效數字）
②指出下列情況可減小實驗誤差的操作是

BC

 （填選項前的字母，可能不止一個選項）．
A．使拉力F要遠小于小車的重力         B．實驗時要先平衡摩擦力     C．要使細繩與滑板表面平行．

Answer 1

分析：①根據F-s圖象s=0.30m和0.52m所對應的力的大小，由于力是均勻變化的，根據

F1+F2

2

求出F的平均值，然后即可求出功的大��；在速度v隨位移s變化圖象上求出s=0.30m時的速度大小和s=0.52m時的速度大小，即可求出動能的變化；
②當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力才等于小車所受合外力．

解答：解：①根據F-s圖象圖象可知，當s₁=0.30m時，F₁=1.00N，s₂=0.52m時，F₂=0.56N，
因此：W=

F1+F2

2

×(s2-s1)=0.172J，
速度v隨位移s變化圖象可知：
s₁=0.30m，v₁=0，s₂=0.52m時，v₂=1.24m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

=0.15J
故答案為：0.17，0.15．     
②該實驗中不是利用懸掛的重物的重力表示繩子的拉力，而是直接測量出繩子的拉力，因此不需要使拉力F要遠小于小車的重力，故A錯誤；
當平衡了摩擦力和細繩與滑板表面平行時，繩子上的拉力才等于小車所受合外力，故BC正確；
故選BC．

點評：該實驗在原來的基礎上有所改進和創新，只要明確了其實驗原理，正確應用基本物理知識即可正確解答．