Question

【題目】用如圖a所示裝置做“探究拉力做功與小車動能變化關系”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. 調節木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行

D. 所加鉤碼的質量盡量大一些

②圖b是甲同學某次實驗中打出紙帶的一部分。O、A、B、C為4個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有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乙同學經過認真、規范地操作，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等多個計數點，可獲得各計數點到O的距離x及打下各計數點時小車的瞬時速度v。圖c是根據這些實驗數據繪出的圖象。已知此次實驗中鉤碼的總質量為0.015kg，小車中砝碼的總質量為0.100kg，重力加速度10m/s2，若可把鉤碼的重力視為小車所受的拉力，則由圖象可知小車的質量為________kg。

④在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下，丙同學認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小。但經多次實驗他發現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】①AC ② 0.36 ③0.2 ④C

【解析】

.①小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，為了在實驗中能夠把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，即在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力并且調節木板左端定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，故AC正確，BD錯誤；故選AC.
②相鄰的兩個計數點之間還有4個打出的點沒有畫出，則T=0.1s，

③根據動能定理得： Fs＝ (M+m)v2，則v2＝s，根據圖象可知，斜率k=＝1，則＝1，其中F=0.15N；解得：M=0.20kg。
④多次實驗他發現拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，則可能長木板的右端墊起的高度過高，有一部分重力勢能轉化為動能，若滑輪的軸處有摩擦，則拉力做的功總是要比小車動能變化量大一些，小車釋放時離打點計時器太近，拉力做的功和小車動能變化量相等，在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下，繩子的拉力等于鉤碼的重力，鉤碼做勻加速運動，不影響拉力做功，故C正確．故選C.