Question

【題目】用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達地面.

(1)為了保證細繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是________(選填選項前的字母).

A.在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

B.在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

C.調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行

D.所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些

(2)如圖是某次實驗中打出紙帶的一部分.O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出，所用交流電源的頻率為50Hz.通過測量，可知打點計時器打B點時小車的速度大小為______m/s.

(3)甲同學經(jīng)過認真、規(guī)范地操作，得到一條點跡清晰的紙帶.他把小車開始運動時打下的點記為O，再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及打下各計數(shù)點時小車的瞬時速度v.如圖是根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)繪出的v2－s圖象.已知此次實驗中鉤碼的總質(zhì)量為0.015kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100kg，取重力加速度g＝9.8m/s2，則由圖象可知小車的質(zhì)量為________kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

(4)在鉤碼總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下，乙同學認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經(jīng)多次實驗他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是__________(選填選項前的字母).

A.滑輪的軸處有摩擦

B.小車釋放時離打點計時器太近

C.長木板的右端墊起的高度過高

D.鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力

Answer 1

【答案】(1)AC (2)0.36 (3)0.18 (4)C

【解析】(1)為保證細繩的拉力等于小車所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡時應(yīng)不掛鉤碼，同時需保證細繩與木板平行，故選A、C.

(2)vB＝＝m/s＝0.36 m/s.

(3)設(shè)鉤碼的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，砝碼的總質(zhì)量為m0，對鉤碼mg－FT＝ma對小車和砝碼FT＝(m0＋M)a，可推出a＝，再代入運動學公式v2＝2as

得v2＝2s，由此可知圖象斜率為，由圖象可知圖象斜率k＝1(注意橫軸單位)，代入可得小車質(zhì)量M≈0.18kg.

(4)若拉力做功小于小車動能增量，說明有其他力做功，可能是平衡摩擦力過度，故C正確.