Question

（1）某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受合力F及質(zhì)量m關系的實驗，圖34-1為實驗裝置簡圖．
①他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為下列哪二項說法是正確的：______
A．要平衡摩擦力B．實驗時不需要平衡摩擦力
C．鉤碼的重力要遠小于小車的總重力D．小車的總重力要遠小于鉤碼的重力
②若要用圖1裝置驗證合外力的功與動能變化之間的關系，在①的基礎上，某同學用天平稱量小車的總質(zhì)量M．用彈簧秤稱出鉤碼的總重力G．讓鉤碼帶動小車加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂（v₁＜v₂）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______．（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．
（2）①某同學用如題圖2所示的裝置來探究機械能守恒定律：實驗中，得到了甲、乙、丙三條實驗紙帶，如圖3所示，則應選______紙帶好．

在實驗中若所用重物的質(zhì)量為1.00kg，當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²，在某次實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖4所示，把第一個點記作O，另選取連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm．
②根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于______J，動能的增加量等于______J（取三位有效數(shù)字）．
③由以上的計算結果可看出，重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量______于動能的增加量，試簡單闡述造成這一結果的兩個理由______、______．

Answer 1

（1）①根據(jù)實驗原理我們知道，為了讓砝碼的重力更加接近為小車的合外力，本實驗中需要平衡摩擦力和讓砝碼重力遠遠小于小車重力，故BD錯誤，AC正確．
故選AC．
②本實驗需要驗證的是重力勢能的減小量是否等于動能的增加量，因此需要驗證的表達式為：GL=

1

2

M

v

22

-

1

2

M

v

21

．
故答案為：：GL=

1

2

M

v

22

-

1

2

M

v

21

．
（2）①打點計時器每隔0.02s打一個點，因此開始兩點之間的距離接近于：h=

1

2

gt2=2mm，據(jù)此可知選擇紙帶甲最好．
故答案為：甲．
②重力勢能的減小量為：mgh_OC=7.62J
C點的速度為：vC=

sBD

0.02×2

=

0.8573-0.7018

0.04

=3.8875m/s
C點時的動能為：EK=

1

2

m

v

2C

=7.56J
故答案為：7.62，7.56．
③由于重物下落過程中存在空氣阻力，重物克服阻力做功消耗能量，因此△E_p 略大于△E_k．
故答案為：大，由于空氣的阻力，紙帶與打點計時器之間有摩擦．