Question

17．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ABC．（多選，填選項前的字母）
A．保證鉤碼的質量遠小于小車的質量
B．保證細線與長木板平行
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)的六個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，相關計數點問的距離已在圖中標出，測出小車的質量為M，鉤碼的總質量為m．從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是mgs，小車動能的增量是$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²（用題中和圖中的物理量符號表示）．

Answer 1

分析 （1）由于小車運動過程中會遇到（滑輪和細繩、小車和木板、打點計時器和紙帶之間等）阻力，所以要平衡摩擦力．平衡摩擦力時，要輕推一下小車，觀察小車是否做勻速運動；由于小車加速下降，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力，小ma，勾碼重量越小，ma越小，拉力與重量越接進．
（2）對系統研究，根據某段時間內平均速度等于中間時刻的瞬時速度，從而得出系統動能的變化量，判斷系統動能的增加量與合力做功是否相等．

解答 解：（1）由于小車運動過程中會遇到阻力，同時由于小車加速下降，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力，故要使拉力接近勾碼的重量，要平衡摩擦力，把長木板不帶滑輪的一端適當墊高以平衡摩擦力，以及要使勾碼的質量遠小于小車的質量，同時保證細線與長木板平行，故ABC正確；
故選：ABC
（2）從打 B 點到打 E 點的過程中，合力對小車做的功是W=mgh=mgs
根據中間時刻的速度等于平均速度得：v_B=$\frac{{s}_{1}}{2T}$，v_E=$\frac{{s}_{2}}{2T}$，
小車動能的增量是△E_K=$\frac{1}{2}$Mv_E²-$\frac{1}{2}$Mv_B²=$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²
故答案為：（1）ABC；（2）mgs；$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果．