Question

19．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼．

（1）實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做目的是CD
A．為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．為了增大小車下滑的加速度
C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功
D．可使得小車在未施加拉力時(shí)能勻速下滑
（2）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①將小車停在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，并使得m遠(yuǎn)小于M．小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為t₁、t₂，則小車通過A、B過程中動(dòng)能的變化量△E=$\frac{1}{2}M[{（\fracvkdufad{t_2}）^2}-{（\frachxfknv2{t_1}）^2}]$（用字母M、t₁、t₂、d表示）．
②在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)①的操作．
③如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d=0.550cm．
（3）表是他們測(cè)得的多組數(shù)據(jù)，其中M是小車及小車中砝碼質(zhì)量之和，|v₂²-v₁²|是兩個(gè)速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E，F(xiàn)是砝碼盤及盤中砝碼的總重力，W是F在A、B間所做的功．表格中△E₃=0.600J，W₃=0.610J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/（m/s）2	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	△E3	1.220	W3
4	1.000	2.40	1.20	2.420	1.21
5	1.000	2.84	1.42	2.860	1.43

Answer 1

分析 （1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力．
（2）小車在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在水平面上做加速運(yùn)動(dòng)，通過速度傳感器可算出A B兩點(diǎn)的速度大小，根據(jù)△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{1}^{2}$即可計(jì)算出動(dòng)能的變化；
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)，然后讀出游標(biāo)尺的刻度．
（3）針對(duì)表格中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，求出△E₃和W₃．

解答 解：（1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡好的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)即：可使得小車在未施加拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故CD正確；
故選：CD；
（2）①小車通過A時(shí)的速度：v_A=$\fracwn1btmd{{t}_{1}}$
小車通過B時(shí)的速度：v_B=$\frac9gy2iij{{t}_{2}}$；
則小車通過A、B過程中動(dòng)能的變化量△E=$\frac{1}{2}$M${v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}$M${v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M[{（\frac9onw6re{t_2}）^2}-{（\fracjzdwa2h{t_1}）^2}]$；
②游標(biāo)卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)：5mm，游標(biāo)尺的刻度第10個(gè)刻度與上邊的刻度對(duì)齊，所以讀數(shù)為：0.05×10=0.50mm，總讀數(shù)為：5mm+0.50mm=5.50mm=0.550cm；
（3）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律△E=$\frac{1}{2}$M${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$M${v}_{1}^{2}$
可得△E₃=0.600J
觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上W₃=$\frac{{F}_{3}}{2}$=0.610 J
故答案為：（1）CD；（2）①$\frac{1}{2}M[{（\frac9vhmaoz{t_2}）^2}-{（\fracxcbzkin{t_1}）^2}]$；③0.550；  （3）0.600J，0.610J．

點(diǎn)評(píng) 這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于我們可能是一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)的原理都是我們學(xué)過的物理規(guī)律．
做任何實(shí)驗(yàn)問題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．對(duì)于系統(tǒng)問題處理時(shí)我們要清楚系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體能的變化．