Question

【題目】利用圖甲的裝置探究“恒力做功與物體動能變化”的關系。小車的質量為M，鉤碼的質量為m，且不滿足m<<M。打點計時器的電源是頻率為f的交流電。

（1）實驗中，把長木板右端墊高，在不掛鉤碼且_______的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響。(填選項前的字母)

A.計時器不打點 B.計時器打點

（2）圖乙是正確操作后得到的一條紙帶。紙帶上各點是打出的計時點，其中O點為打出的第一個點。小車發生的位移從紙帶上計時點間的距離可以直接測出，利用下列測最值和題中已知條件能簡單、準確完成實驗的一項是______。(填選項前的字母)

A.OA、AD和EG的長度

B.BD、CF和EG的長度

C.OE、DE和EF的長度

D.AC、EG 和BF的長度

（3）若測得圖乙中，，則實驗需要驗證的關系式為________。(用已知和測得物理量的符號表示)

Answer 1

【答案】 B C

【解析】（1）平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，讓小車滑下，當小車勻速運動時，就意味著摩擦力抵消了，此時應當讓打點計時器打點，因為打點計時器也會有摩擦力，故選B；（2）根據某段時間內的平均速度等于中時刻瞬時速度，結合動能與重力勢能表達式進行分析。A、當知道OA、AD和EG的長度時，只有求得F點與BC的中點的瞬時速度，從而確定兩者的動能變化，卻無法求解重力做功，故A不符合；B、當知道BD、CF和EG的長度時，可分別求得C點和F點的瞬時速度，從而求得C到F點的動能變化，因知道CF間距，則可求得重力做功，但不是最簡單的方法，故B不符合；當知道OE、DE和EF的長度，依據DE和EF的長度，可求得E點的瞬時速度，從而求得O點到E點動能的變化，再由OE確定重力做功，因O點速度為0，故只需要測E點的速度即可，故這種方法更簡單，故C符合；當知道AC、EG和BF的長度時，依據AC和EG長度，只能求得B點與F點的瞬時速度，從而求得動能的變化，因知道BF間距，則可求得重力勢做功，但不是最簡單的方法，故D不符合；故選C.（3）根據平均速度的推論得：F點的速度為，則動能的變化量為，鉤碼重力做的功為，根據動能定理得：，即要驗證的關系式為.