Question

【題目】以下為探究恒力做功和物體動能變化關系的實驗。

(1)某同學的實驗方案如圖甲所示，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的買驗誤差，你認為在實驗中還應該采取的兩項措施是：①________;②__________.

(2)要驗證合外力的功與動能變化的關系，除位移、速度外，還要測出的物理量有_________

(3)若根據多次測量數據畫出的W-V草圖如圖乙所示，根據圖線形狀可知，對W與V的關系作出的以下猜想肯定不正確的是__________。

A．W∝ B．W∝ C．W∝V2 D．W∝V3

Answer 1

【答案】平衡摩擦力鉤碼的質量遠遠小于小車的質量鉤碼的重力和小車的質量AB

【解析】

實驗要探究合力做的功和小車速度的變化關系，而本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，故需對小車受力分析后，結合受力情況，設法改進實驗方法，找到使勾碼重力等于拉力的方法；根據功和動能的表達式，可以直接得到結論；結合數學中函數圖象的知識，可以分析得到結論。

解：(1)實驗要探究合力做的功和小車速度的變化關系，而本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力；

要使拉力近似等于合力，可將長木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因為中間還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力；

砝碼加速下降，處于失重狀態，要使砝碼的重力近似等于拉力，還要求鉤碼的質量遠小于小車的質量，證明如下：

設小車的質量M，砝碼的質量m，已經平衡摩擦力，則根據牛頓第二定律，有，

所以，

只有當m<<M時，有，因而

故答案為：平衡摩擦力，鉤碼的質量遠小于小車的質量；

(2)合力做功為W=Fx

動能增量為

還要測出的物理量有勾碼的質量和小車的質量；

故答案為：勾碼的質量和小車的質量；

(3)由于Wv圖象隨著v的變大，逐漸向上彎曲，根據函數圖象的有關知識，可知 (其中n是大于1的任意數值)

不準確的故選AB。