Question

【題目】某實驗小組利用圖甲所示的實驗裝置探究恒力做功與動能改變量的關系．所掛鉤碼質量為m（小車質量遠大于鉤碼質量），當地重力加速度為g．

①平衡小車所受阻力的操作如下：取下鉤碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動，如果打出的紙帶如圖乙所示，則應適當______ （選填“增大”或“減小”木板傾角，直到紙帶上打出的點跡______ 為止．

②在紙帶上選取先后打印的A、B兩計數點，設A、B兩計數點間的距離為s，打這兩點時小車對應的速度分別為vA、vB，小車質量為M．則在誤差允許范圍內，本實驗需驗證的表達式是______

A．mgs=MvB2-MvA2B．mgs=MvA2-MvB2

C．Mgs=MvB2-MvA2D．Mgs=MvA2-MvB2

③某次實驗正確操作后，根據測得的實驗數據描繪出v2-s圖，如圖丙所示，其中橫坐標s為小車發生的位移，縱坐標v2為小車運動速度大小的平方．若已知圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，由此可得s=0時小車速度平方的大小v02= ______ ，小車質量M= ______ ．（用題中的b、k、m、g表示）

Answer 1

【答案】減小均勻Ab

【解析】

平衡摩擦力時，輕推小車，使得小車做勻速直線運動，紙帶上的點跡均勻即可．對系統研究，驗證重力做功與系統動能變化量的關系．根據勻變速直線運動的速度位移公式得出v2-s的表達式，對系統運用牛頓第二定律得出加速度的表達式，結合圖線的斜率和截距進行求解．

①從紙帶上來看，紙帶相等時間內的位移越來越大，做加速運動，要平衡摩擦力，則需減小木板的傾角，使小車做勻速直線運動，即打出的點跡均勻．

②對系統研究，外力做功為mgs，系統動能的變化量為，即驗證表達式，A正確．

③根據得，則，圖線的斜率k=2a，對系統研究，根據牛頓第二定律得，則，解得．