Question

【題目】某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置和實驗器材做“探究動能定理”實驗，在實驗中，該小組同學把沙和沙桶的總重力當做小車受到的合外力。

（1）為了保證實驗結果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是________（填序號）；

A．實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作

B．實驗操作時要先放小車，后接通電源

C．在利用紙帶進行數(shù)據(jù)處理時，所選的兩個研究點越近越好

（2）如圖乙為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究“動能定理”，已知打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g，圖中已表明了要測量的物理量，另外，小車的質量為M，沙和沙桶的總質量為m，請你要把探究的結果用體重給出的字母表達出來____________。

（3）本實驗中將沙桶的重力做的功當做細繩拉力做的功，經多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，可能是下列哪些原因造成的________（填序號）。

A．小車釋放時離打點計時器太遠

B．沙和沙桶的總質量沒遠小于小車的質量

C．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測量距離

D．平衡摩擦力不夠

Answer 1

【答案】 （1）A； （2）； （3）BD；

【解析】（1）實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，故A正確．實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故B錯誤．在利用紙帶進行數(shù)據(jù)處理時，所選的兩個研究點離得越近測量誤差越大，故C錯誤．故選A．
（2）由于實驗需要測量小車速度，速度是使用打點計時器打的紙帶計算得出的，故要測量點距，需要刻度尺；本實驗還要測量質量，故選要天平．
（3）小車的質量為M，砂和砂桶的總質量為m，M遠大于m．則對小車的作用力等于砂和砂桶的總重力mg，所以恒力對小車做的功可表示為：mgx．由得：vA＝，vB＝，所以小車動能的改變量為△EK＝MvB2MvA2=；本實驗就是要驗證減少的重力勢能是否等于增加的動能，即mgx＝；

（4）他將鉤碼重力做的功當做細繩拉力做的功，經多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，從功能關系看出：該實驗一定有轉化為內能的，即試驗中有存在摩擦力沒有被平衡掉；還有該實驗要求，只有當小車的質量遠大于砝碼的質量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，故AC錯誤，BD正確．故選BD．