Question

【題目】如圖所示，在“探究小車所受外力做功與動(dòng)能變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有甲、乙兩種方案：

(1)實(shí)驗(yàn)操作過程中可能用到如下步驟，兩套裝置必須同時(shí)用到的實(shí)驗(yàn)步驟是____。

A.平衡摩擦力

B.測量小車質(zhì)量

C.通過紙帶計(jì)算速度時(shí)，選用等間距部分

D.重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的同一位置釋放

(2)某同學(xué)利用圖乙的裝置，按正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，繪制W∝△EK的圖像時(shí)，_______(選填“需要”或“不需要”)測量W的具體數(shù)值。

(3)某同學(xué)利用圖甲的裝置平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小車質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m(m<<M)，打出的紙帶如圖丙所示，計(jì)算出B、E點(diǎn)時(shí)小車的速度分別vB、vE，重力加速度為g，探究B到E過程小車所受外力做功與動(dòng)能變化關(guān)系，若外力做功與小車動(dòng)能變化相等，則數(shù)學(xué)表達(dá)式為___________(用M、m、g、s、vB、vE表示)

(4)利用圖甲的裝置，某小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，合外力做功總是略小于小車動(dòng)能的變化，請分析出現(xiàn)這種情況的可能原因是___________。

Answer 1

【答案】（1）AB （2）不需要 （3） （4）平衡摩擦力過度或傾角過大

【解析】

根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中需要用刻度尺測量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測出小車的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來代替小車的拉力．根據(jù)W=Fs求出砂桶及砂的總重力做功，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度求初末位置的速度，即可得到動(dòng)能的變化量，從而寫出探究結(jié)果表達(dá)式，根據(jù)此表達(dá)式分析所需要的測量儀器。

(1) A項(xiàng)：兩套裝置中都應(yīng)保持細(xì)線的拉力即為小車所受的合外力，所以都應(yīng)平衡摩擦力，故A正確；

B項(xiàng)：由于要探究小車的合外力做功與小車動(dòng)能的變化，所以應(yīng)測量小車的質(zhì)量，故B正確；

C項(xiàng)：圖甲小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖乙中先加速后勻速，所以不能同時(shí)用到，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并不一定要同一位置釋放，故D錯(cuò)誤。

故選：AB。

(2) 圖乙的裝置中小車的合力即為橡皮筋的彈力，只要探究橡皮筋加倍，小車的動(dòng)能是否加倍，并不要測量W的數(shù)值；

(3)由于鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，所以小車的合力近似等鉤碼的總重力，所以小車從B到E外力做的功為

小車從B到E動(dòng)能的變化為：

若外力做功與小車動(dòng)能變化相等，則數(shù)學(xué)表達(dá)式為；

(4) 合外力做功總是略小于小車動(dòng)能的變化，說明除了拉力對小車做功外還有其它力對小車做功，即小車的重力沿斜面向下的分力大于阻力，也即平衡摩擦力過度或傾角過大。