Question

13．某興趣小組利用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，探究“合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”．小車及車中砝碼的總質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，小車的速度可由小車后面拉動(dòng)的紙帶經(jīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算得到．
（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作要求，下列說(shuō)法正確的有：AD．
A、要將木板的右端墊高平衡摩擦力
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力
C、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源應(yīng)選取6V以下的低壓直流電源
D、每次都必須從同一位置釋放小車
（2）以下哪些因素帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差屬于本實(shí)驗(yàn)的偶然誤差A(yù)BCD．
A、沒(méi)有完全平衡摩擦力
B、平衡摩擦力過(guò)度
C、測(cè)量點(diǎn)間距離時(shí)的讀數(shù)誤差
D、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的電壓不穩(wěn)
（3）圖2是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為f，當(dāng)?shù)刂亓�加速度大小為g，從紙帶上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．若研究從打B點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程中合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為$mg（{s_5}-{s_2}）=\frac{1}{200}（M+m）{f^2}[{{{（{s_6}-{s_4}）}^2}-{{（{s_3}-{s_1}）}^2}}]$（不計(jì)細(xì)繩、紙帶的質(zhì)量）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理即可正確解答；
（2）由平均速度公式可求得E點(diǎn)的速度；
（3）根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確回答；

解答 解：（1）若用砂和小桶的總重力表示小車受到的合力，為了減少這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，必須：
A、使長(zhǎng)木板左端抬起-個(gè)合適的角度，以平衡摩擦力，以保證合外力等于繩子的拉力，但不需要每次都平衡摩擦力；故A正確，B錯(cuò)誤；
C、下落高度由紙帶求出，不需要測(cè)量下落高度；故C錯(cuò)誤；
D、在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于M、m組成的系統(tǒng)，m的重力做正功；故D正確；
故選：AD；
（2）因讀數(shù)等造成的誤差為偶然誤差；故平衡摩擦力過(guò)度和不足；讀數(shù)誤差；及電壓不穩(wěn)均可帶來(lái)誤差；故選：ABCD；
頻率為f的交流電，而在紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出；
因此T=$\frac{5}{f}$；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，E點(diǎn)的速度等于DF之間的平均速度，所以：V_E=$\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}$=$\frac{f（{s}_{6}-{s}_{4}）}{10}$
B到E之間重力勢(shì)能減�。骸鱁_P=mgs₅-mgs₂
動(dòng)能增大：△E_k=$\frac{1}{2}$（M+m）v_E²-$\frac{1}{2}$（M+m）v_B²
需要驗(yàn)證的是：$mg（{s_5}-{s_2}）=\frac{1}{200}（M+m）{f^2}[{{{（{s_6}-{s_4}）}^2}-{{（{s_3}-{s_1}）}^2}}]$
故答案為：（1）AD；（2）ABCD；（3）$mg（{s_5}-{s_2}）=\frac{1}{200}（M+m）{f^2}[{{{（{s_6}-{s_4}）}^2}-{{（{s_3}-{s_1}）}^2}}]$

點(diǎn)評(píng) “探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”有很多類似之處，在平時(shí)學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、比較，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解能力．