Question

16．在“探究功與速度變化的關(guān)系的實驗”中，有同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗．小車在重物的牽引下做加速運動，來探究合外力做功與速度變化的關(guān)系．實驗中認(rèn)為小車受到的合力等于重物的重力．

（1）如圖裝置中打點計時器工作電壓是B．
A．6V以下直流電壓    B．6V以下交流電壓     C．220V直流電壓  D．220V交流電壓
（2）為減小誤差，實驗中應(yīng)該采取的措施是AC．
A．重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量        B．小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于重物的質(zhì)量
C．適當(dāng)抬高木板的另一端以平衡摩擦力    D．先釋放紙帶，后接通電源
（3）要得到功的具體數(shù)值來探究功與速度化的關(guān)系，在測得位移和速度后，還必須直接測出的物理量有重物質(zhì)量．（填“重物質(zhì)量”或“小車質(zhì)量”）
（4）在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖2所示，計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離（單位cm）．則打計數(shù)點2時小車的速度v=0.36 m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）電磁式打點計時器應(yīng)采用低壓交流電源；
（2）根據(jù)牛頓第二定律分別對整體和砂和砂桶列方程可找出繩子的張力和砂和砂桶重力的關(guān)系，從而可分析出繩子對車的拉力大小等于沙和沙桶的重力的條件；木板與小車間有摩擦力，為了減小誤差，需要平衡掉摩擦力，即墊高木板左端，使摩擦力與重力沿斜面向下的分力相等；
（3）根據(jù)實驗原理可明確應(yīng)需要測量的物理量；
（3）小車做勻加速直線運動，由平均速度公式可求解速度．

解答 解：（1）電磁式打點計時器采用的電源為6V以下的交流電源；故選：B；
（2）A、以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得：$a=\frac{mg}{M+m}$
以M為研究對象有繩子的拉力
$F=Ma=\frac{Mmg}{M+m}$
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．故A正確，B錯誤；
C、為了減小摩擦力的影響，應(yīng)適當(dāng)抬高木板的另一端以平衡摩擦力；故C正確；
D、應(yīng)先接通電源再釋放紙帶；故D錯誤；
故選：AC．
（3）由動能定理可知，為了求出合外力所做的功，故應(yīng)必須直接測出物體的質(zhì)量；
（4）打第2個計數(shù)點時小車的速度v=$\frac{{x}_{13}}{2T}=\frac{0.0352+0.0368}{0.2}=0.36m/s$，
故答案為：（1）B；  （2）AC   （3）重物質(zhì)量（4）0.36

點評 本題考查探究功和動能之間的關(guān)系實驗，要注意正確分析實驗原理，明確實驗規(guī)律，再利用所學(xué)物理規(guī)律求解．