Question

19．如圖甲所示，以小車為研究對象，探究拉力做功與動能變化的關(guān)系實驗中：

（1）下列說法正確的是BCD．
A、平衡摩擦力時必須將鉤碼通過細線掛在小車上
B、為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量
C、實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放
D、調(diào)整滑輪高度，使細線與木塊平行
（2）圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為0.854m/s（保留三位有效數(shù)字）
（3）在滿足（1）條件下，若鉤碼質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，A、B兩點間距為x，速度分別為v_A和v_B，則探究結(jié)果的表達式為mgx=$\frac{1}{2}$Mv_B²-$\frac{1}{2}$Mv_A²．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力是用重力的下滑分量來平衡小車受到的摩擦力，故不應(yīng)該將鉤碼通過細線掛在小車上，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放；
（2）用平均速度等于中間時刻的瞬時速度的結(jié)論求解；
（3）細線的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，需要驗證的方程是細線對滑塊做功與滑塊動能的增加的關(guān)系，細線對滑塊做功等于沙和沙桶重力勢能的減小量，根據(jù)動能定理分析答題．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力時要將紙帶、打點計時器、小車等連接好，但不要通電和掛鉤碼，故A錯誤；
B、為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，使系統(tǒng)的加速度較小，避免鉤碼失重的影響，故B正確；
C、實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，故C正確；
D、為了使繩子的拉力充當小車運動的合力，應(yīng)使滑輪高度使細繩與長木板表面平行，故D正確．
故選：BCD；
（2）B為AC時間段的中間時刻，根據(jù)勻變速運動規(guī)律得，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.216-0.0453}{0.2}=0.854m/s$
（3）由動能定理得：mgx=$\frac{1}{2}$Mv_B²-$\frac{1}{2}$Mv_A²，則探究結(jié)果的表達式為mgx=$\frac{1}{2}$Mv_B²-$\frac{1}{2}$Mv_A²．
故答案為：（1）BCD；（2）0.854；（3）mgx=$\frac{1}{2}$Mv_B²-$\frac{1}{2}$Mv_A²

點評 “探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”有很多類似之處，在平時學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、比較，提高對實驗的理解能力．