Question

16．某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力與小車動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
①若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些天平、刻度尺．
②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個(gè)D（填字母代號(hào)）．
A．避免小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰
C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力
③平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：可在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）．
④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代號(hào)）．
A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車
B．小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉
D．鉤碼做勻速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力．

Answer 1

分析 根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測(cè)出小車的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來(lái)代替小車的拉力．
根據(jù)W=mgs求出砂桶及砂的總重力做功，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度求A、B的速度，即可得到動(dòng)能的變化量，從而寫(xiě)出探究結(jié)果表達(dá)式，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理等分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差的原因．

解答 解：①本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量鉤碼重力當(dāng)拉力，測(cè)量小車的質(zhì)量，所以需要天平，另外紙帶長(zhǎng)度測(cè)量需要刻度尺；
②調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行的目的是當(dāng)繩子拉力平行木板并平衡摩擦后，可以讓拉力提供小車的加速度，所以選擇D
③要減小小車的加速度，再拉力一定的情況下，根據(jù)牛頓第二定律，可以增加車的質(zhì)量．故應(yīng)在小車上加上砝碼；
④鉤碼重力做功轉(zhuǎn)化為鉤碼動(dòng)能，小車動(dòng)能，在沒(méi)有完全平衡摩擦的情況下，還會(huì)增加摩擦生熱．所以當(dāng)重力做功大于小車動(dòng)能增量時(shí)，可能是因?yàn)槟Σ粒�也能是因�(yàn)闆](méi)有滿足鉤碼重力遠(yuǎn)小于車這個(gè)條件．所以選CD
故答案為：①刻度尺、天平（包括砝碼），②D，③可在小車上加適量的砝碼（或鉤碼），④CD

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類似可以類比學(xué)習(xí)．