Question

【題目】某同學(xué)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。

①要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些____。

②實驗開始時，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______（填字母代號）

A避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動

B可使打點(diǎn)計時器在紙帶上打出的點(diǎn)清晰

C可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動

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)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法_____：。

④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的_____（填字母代號）。

A在接通電源的同時釋放了小車

B小車釋放時離打點(diǎn)計時器太近

C鉤碼勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力

Answer 1

【答案】 天平（包括砝碼） 在小車上加適量的砝碼 D C

【解析】（1）根據(jù)實驗原理是合外力所做的功等于動能的變化量，通過研究紙帶來研究小車的速度，利用天平測量小車的質(zhì)量，利用砝碼的重力代替小車的合外力，所以需要刻度尺來測量紙帶上點(diǎn)的距離和用天平測得小車的質(zhì)量，即還需要刻度尺，天平（帶砝碼）。所以需要刻度尺和天平（帶砝碼）。

（2）實驗過程中，為減少誤差，提高實驗的精確度，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，目的是消除摩擦帶來的誤差，即平衡摩擦力后，使細(xì)繩的拉力等于小車的合力，故D正確，ABC錯誤。

（3）平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，即小車的加速度大，所以應(yīng)減少小車的加速度，當(dāng)小車的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當(dāng)增大小車的質(zhì)量，即在小車上加適量的砝碼。

（4）他將鉤碼重力做的功當(dāng)做細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，該實驗一定有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，即試驗中有存在摩擦力沒有被平衡掉；還有該實驗要求，只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，故AB錯誤，C正確。