Question

【題目】某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌面上將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量研究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系。此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線(xiàn)等相關(guān)儀器以及刻度尺等測(cè)量工具。組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)中無(wú)法簡(jiǎn)單測(cè)出小車(chē)所受合力，所以該同學(xué)用所掛鉤碼的重力來(lái)代替。

①為了盡可能減小誤差，下列做法中必要的有_____

A.所掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量

B.調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車(chē)的細(xì)線(xiàn)與木板保持平行

C.接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源盡量與釋放小車(chē)保持同步

D.調(diào)節(jié)木板傾角，利用小車(chē)自身重力平衡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力

②在完成必要操作后，該同學(xué)打出了幾條紙帶，并從中選擇了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行分析，如下圖所示，其中點(diǎn)是紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，若選擇點(diǎn)和點(diǎn)作為初末狀態(tài)進(jìn)行分析，已知所掛鉤碼質(zhì)量為，小車(chē)質(zhì)量為，重力加速度取，則過(guò)程中合力做功為_____J，小車(chē)動(dòng)能變化為_____（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】ABD 0.0176 0.0162

【解析】

①該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē)，采用控制變量法研究；研究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系，為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，調(diào)節(jié)木板傾角，利用小車(chē)自身重力平衡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力，那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力，并調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車(chē)的細(xì)線(xiàn)與木板保持平行，避免其他阻力的影響，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)紙帶。由于在實(shí)驗(yàn)中無(wú)法簡(jiǎn)單測(cè)出小車(chē)所受合力，該同學(xué)用所掛鉤碼的重力來(lái)代替；根據(jù)牛頓第二定律可得：對(duì)m：，對(duì)M：，解得：，當(dāng)Mm時(shí)，即所掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，繩子的拉力近似等于所掛鉤碼的重力，故ABD是必要的，C是錯(cuò)誤的。

②相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，故D點(diǎn)的速度，D點(diǎn)的動(dòng)能，從O點(diǎn)到D點(diǎn)，合力所做的功