Question

【題目】某同學利用如圖甲所示裝置探究合外力做功與動能變化之間的關系，通過改變懸掛鉤碼的質量（由m表示）改變小車所受合外力大小，彈簧測力計示數(shù)由F表示。鉤碼每次從同一位置由靜止釋放落到墊臺上（由豎直放置的刻度尺測出釋放點離墊臺高度h）。由打點計時器和紙帶記錄小車的運動。實驗時，保證小車的質量（由M表示）不變，逐次增加鉤碼的質量，打下紙帶記錄相關數(shù)據(jù)。

（1）實驗前首先要做的步驟是_____________________。

（2）實驗中小車的合力做的功為________（表達式用題中所給字母表示）。已知打點計時器的頻率50Hz，如圖乙是某次實驗打出的一條紙帶，為計算出小車獲得的動能，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)處理需要，計算小車速率v為__________（保留三位有效數(shù)字）。

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，以合外力的功為橫軸，以為縱軸，畫出一條傾斜直線，如圖丙，該圖像斜率為k，若斜率__________，則合外力做功等于動能的變化。

（4）若鉤碼總質量較大不滿足其質量遠小于小車質量，關于圖丙________。

A．圖像逐漸偏向縱軸 B．圖像逐漸偏向橫軸 C．圖像保持原來方向

Answer 1

【答案】平衡小車受到的摩擦力 C

【解析】

（1）[2]實驗必須平衡小車受到的摩擦力，小車合力才能確定為繩的拉力。

（2）[2]小車合外力大小為弱簧測力計讀數(shù)F，小車位移為鉤碼下落高度2倍，小車的合外力做的功是。

[3]由低帶數(shù)據(jù)可知小車第5點后勻速運動，獲得最后動能，因打點頻率為50Hz，打點時間間隔為0.02s，故

（3）[4]小車合外力做功等于動能增加量，即

，

其斜率

。

反之，若圖像，則合外力做功等于動能變化。

（4）[5]不論鉤碼質量是否遠小于小車質量，小車合外力做功

，

F為彈簧測力計讀數(shù)是小車的實際合力，因此斜率不變，圖線仍保持原方向。