Question

【題目】某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌面上將細繩一端拴在小車上，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動，以此定量研究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。此外還準備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線等相關(guān)儀器以及刻度尺等測量工具。組裝的實驗裝置如圖所示。實驗中無法簡單測出小車所受合力，所以該同學(xué)用所掛鉤碼的重力來代替。

①為了盡可能減小誤差，下列做法中必要的有_____

A.所掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量

B.調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線與木板保持平行

C.接通打點計時器電源盡量與釋放小車保持同步

D.調(diào)節(jié)木板傾角，利用小車自身重力平衡運動過程中的阻力

②在完成必要操作后，該同學(xué)打出了幾條紙帶，并從中選擇了一條點跡清晰的紙帶進行分析，如下圖所示，其中點是紙帶上打出的第一個點，相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，若選擇點和點作為初末狀態(tài)進行分析，已知所掛鉤碼質(zhì)量為，小車質(zhì)量為，重力加速度取，則過程中合力做功為_____J，小車動能變化為_____（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】ABD 0.0176 0.0162

【解析】

①該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究；研究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系，為消除摩擦力對實驗的影響，調(diào)節(jié)木板傾角，利用小車自身重力平衡運動過程中的阻力，那么小車的合力就是繩子的拉力，并調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線與木板保持平行，避免其他阻力的影響，在實驗過程中，應(yīng)先接通電源，后放開紙帶。由于在實驗中無法簡單測出小車所受合力，該同學(xué)用所掛鉤碼的重力來代替；根據(jù)牛頓第二定律可得：對m：，對M：，解得：，當(dāng)Mm時，即所掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，繩子的拉力近似等于所掛鉤碼的重力，故ABD是必要的，C是錯誤的。

②相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點，故相鄰計數(shù)點之間的時間間隔，故D點的速度，D點的動能，從O點到D點，合力所做的功