Question

在追尋科學家研究足跡的過程中，某同學為探究恒力做功和物體動能變化間的關系，采用 了如圖甲所示的實驗裝置。

(1)實驗時，該同學用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗 誤差，你認為應該采取的措施是一―。（填選項前的字母）

A保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

B選取打點計時器所打的第1點與第2點打點計時器，小車與細線間的距離約為2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)

C.把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平衡摩擦力

D.必須先接通電源再釋放小車

 (2）如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個計 數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，相關計數(shù)點間的距離已在圖中標出，測出小 車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m。從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是―一一一一 一一——一一—一，小車動能的增量是—一一——一 (用題中和圖中的物理量符號表示〉。

圖乙

Answer 1

【答案】（1）AC        （2）mgs；

【命題立意】本題旨在考查探究功與速度變化的關系。

【解析】（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
設繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：

F=Ma ①鉤碼有：mg-F=ma ②F=
由此可知當M＞＞m時，夠碼的重力等于繩子的拉力即為小車是合外力，故適當墊高長木板右端，以平衡摩擦力，使鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故選：AC。
（2）根據(jù)做功表達式，恒力做功為WF=FxAB；而B點的瞬時速度為vB=，

則E點的瞬時速度為vE=；
根據(jù)動能的變化量△Ek=EkE-EkB=；
這種做法的優(yōu)點是：A、B兩點的距離較遠，測量時的相對誤差較�。�

【易錯警示】（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量。（2）根據(jù)功的表達式，可求得恒力做功，再利用勻變速運動的推論：一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可測量A點和B點的速度，從而得到動能的變化量。這種做法可減小測量的誤差，但不能多次測量求平均值。要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關系中用到的原理，圍繞實驗原理，明確實驗目的，根據(jù)相應的物理規(guī)律可知需要測量的物理量及實驗時的注意事項。