某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置

Question

某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2-v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2-x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为2Fm2Fm．（填写表达式）（2）若测出小车质量为0.4kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为______N．（3）另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F（弹簧秤读数）的关系图象（图3），但由于忘记了平衡摩擦力，则他得出的结论是______．

Answer 1

（1）由动能定理可得：W=Fx=

1

2

mv²-

1

2

mv₀²=

1

2

m（v²-v₀²）
所以△v²=

2F

m

x
则可知图象的斜率等于

2F

m

，
（2）由图可知，图象的斜率为5；合外力F=1N；
（3）由于忘记了平衡摩擦力，需要当F达到一定数值时加速度开始不为零，即F轴上有截距，故图象为：B．
故答案为：（1）

2F

m

；（2）1；（3）B．