Question

【題目】某同學為探究小車動能變化與合外力做功的關系，設計了如圖1所示的實驗裝置。一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，用細繩繞過定滑輪及輕質動滑輪將小車與測力傳感器連起來。實驗時，改變懸掛的鉤碼個數進行多次測量，記錄測力傳感器的示數F，并利用紙帶計算出小車對應的速度。

(1)實驗中為使細繩對小車的拉力為小車受到的合外力，下列的做法正確的是_______。

A．鉤碼的質量要遠小于小車質量

B．實驗過程中，小車和長木板右端定滑輪間的細繩與長木板始終保持平行

C．小車不連細繩時，反復調整木板傾角，直到紙帶上打下的點分布均勻

(2)實驗小組按照規范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計數點a、b、c、d間的時間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，測力傳感器的示數為F，小車質量為M，以小車為研究對象，那么從b到c過程中細繩拉力對小車做的功W=___________，小車動能的變化量ΔEK=________。

(3)按正確操作，使細繩對小車的拉力為小車的合外力，保證小車的質量M不變，在鉤碼個數不同的情況下，計算出不同紙帶上打任意兩點AB時小車的速度vA、vB，算出Δv2（Δv2=vB2-vA2），根據實驗數據繪出Δv2與外力對小車在AB兩點間運動所做的功W（W=FsAB）的關系圖像，下列圖像中最符合本實驗實際情況的是________；若圖像的斜率為k，則小車的質量M=_________。

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】BC Fs2 A

【解析】

(1)[1]A．小車所受的拉力可由測力傳感器直接測出，鉤碼的質量不需要遠小于小車的質量，故A錯誤；

B．實驗過程中，要使小車和長木板右端定滑輪間的細繩與長木板始終保持平行，平衡摩擦力，故B正確；

C．小車不連細繩時，紙帶上打下的點分布均勻，說明摩擦力與重力沿木板向下的分力平衡，細繩的拉力是小車的合外力，故C正確。

故選BC。

(2)[2][3]對bc段進行研究，則細繩拉力對小車做的功

利用勻變速直線運動的推論得

小車動能的增加量

(3)[4][5]摩擦力已經平衡，細繩拉力對小車做的功是小車合外力做的功W，則有

解得

即應與W成正比，故BCD錯誤，A正確。

故選A。

圖像的斜率為k，則小車的質量