Question

如圖甲為“驗證動能定理”的實驗裝置．鉤碼質量為m，小車和砝碼的總質量M=300g．實驗中用鉤碼重力的大小作為細繩對小車拉力的大�。畬嶒炛饕�過程如下：

①裝實驗裝置；
②分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度；
③計算小車的動能增量和對應細繩拉力做的功，判斷兩者是否相等
（1）以下關于該實驗的說法中正確的是

 

．
A、調整滑輪高度使細繩與木板平行  
B、為消除阻力的影響，應使木板右端適當傾斜
C、在質量為10g、50g、80g的三種鉤碼中，挑選質量為80g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理
D、先釋放小車，然后接通電源，打一條紙帶
（2）在多次重復試驗得到的紙帶中選擇點跡清晰的一條，測量如圖乙，打點周期為T，當地重力加速度為g．用題中的有關字母寫出驗證動能定理的表達式

 

．
（3）寫出兩條引起實驗誤差的原因：

 

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，了解平衡摩擦力的方法．
由勻變速運動的推論求出滑塊的瞬時速度，代入動能定理表達式即可正確解題．

解答：解：（1）A、調節滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行，讓拉力的方向和位移方向在同一直線上，可以減小誤差．故A正確．
B、將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．故B正確．
C、本實驗要求鉤碼的質量要遠遠小于車的質量，越小越好，故在質量為10g、50g、80g的三種鉤碼中，挑選質量為10g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理，故C錯誤．
D、實驗時，先接通電源，然后釋放小車，打一條紙帶，故D錯誤．
故選：AB．
（2）做勻變速運動的物體在某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，
則A點的速度v_A=

xA

2T

，B點的速度v_B=

xB

2T

，
由動能定理得：mgx_AB=

1

2

Mv_B²-

1

2

Mv_A²=

1

2

M（

xB2-xA2

4T2

）=

M(xB2-xA2)

8T2

，
則實驗最終要驗證的數學表達式為：mgxAB=

M(xB2-xA2)

8T2

（3）本實驗引起誤差的因素有：長度測量的誤差；用mg代替繩子的拉力等．

故答案為：
（1）AB；
（2）mgxAB=

M(xB2-xA2)

8T2

；
（3）長度測量的誤差；用mg代替繩子的拉力等．

點評：注意動能定理中功是總功或合力做的功的含義，及平衡摩擦力的用意．正確解答這些問題的關鍵是明確實驗原理，提高應用基本物理規律解決實驗問題的能力．