Question

【題目】用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗．實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達地面．

（1）為了使細繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是__________（選填選項前的字母）

A．在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

B．在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

C．調節木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行

D．所加鉤碼的質量盡量大一些

（2）如圖是某次實驗中打出紙帶的一部分． 、、、為個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有個打出的點沒有畫出，所用交流電源的頻率為．通過測量，可知打點計時器打點時小車的速度大小為__________．

（3）甲同學經過認真、規范地操作，得到一條點跡清晰的紙帶．他把小車開始運動時打下的點記為，再依次在紙帶上取等時間間隔的、、、、、等多個計數點，可獲得各計數點到的距離及打下各計數點時小車的瞬時速度．如圖是根據這些實驗數據繪出的圖象．已知此次實驗中鉤碼的總質量為，小車中砝碼的總質量為，取重力加速度，則由圖象可知小車的質量為__________ ．（結果保留三位有效數字）

（4）在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下，乙同學認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小．但經多次實驗他發現拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是__________________________________________________．

（5）假設已經完全消除了摩擦力和其它阻力的影響，若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件，則從理論上分析，圖中正確反映關系的是____________．

Answer 1

【答案】 AC 0.36 0.18 多次實驗他發現拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，則可能長木板的右端墊起的高度過高，有一部分重力勢能轉化為動能；若滑輪的軸處有摩擦，則拉力做的功總是要比小車動能變化量大一些，小車釋放時離打點計時器太近，拉力做的功和小車動能變化量相等，在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下，繩子的拉力等于鉤碼的重力，鉤碼做勻加速運動，不影響拉力做功． A

【解析】（1）小車下滑時受到重力，細線的拉力，支持力和摩擦力，為了在實驗中能夠把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，并且調節木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，故AC正確，BD錯誤；所以AC選項是正確的．

（2）相鄰的兩個計數之間還有個打出的點沒有畫出，則，

．

（3）根據動能定理得：

，

則，

根據圖象可以知道斜率，

則，

計算得出．

（4）多次實驗他發現拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，則可能長木板的右端墊起的高度過高，有一部分重力勢能轉化為動能；

若滑輪的軸處有摩擦，則拉力做的功總是要比小車動能變化量大一些，小車釋放時離打點計時器太近，拉力做的功和小車動能變化量相等，在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下，繩子的拉力等于鉤碼的重力，鉤碼做勻加速運動，不影響拉力做功．

（5）若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件，則，得

，圖象為過原點的直線，故A正確。