Question

7．某同學利用如圖甲的裝置完成“探究恒力做功與動能變化的關系”的實驗．

（1）下列說法正確的是AD．
A．平衡摩擦力時不能將托盤通過細線掛在小車上
B．為減小誤差，應使托盤及砝碼的總質量遠大于小車質量
C．實驗時，應先釋放小車再接通電源
D．實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放
（2）如圖乙是實驗中獲得的一條紙帶，O為小車運動起始時刻所打的點，間隔一些點后選取A、B、C三個計數點，相鄰計數點間的時間間隔為0.1s．已知小車的質量M=200g，托盤及砝碼的總質量m=21g．則從打下O點到打下B點這段時間內細線的拉力對小車所做的功0.059J（細線對小車的拉力約等于托盤及砝碼的總重），在這個過程中小車動能增加量為0.057J．（g取9.8m/s²，保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力是用重力的下滑分量來平衡小車受到的摩擦力，故不應該將鉤碼通過細線掛在小車上，為減小系統誤差，應使鉤碼質量遠小于小車質量，實驗時，應使小車靠近打點計時器由靜止釋放，根據實驗注意事項分析答題．
（2）應用功的計算公式求出功，應用勻變速直線運動的推論求出小車的速度，然后求出動能的增加量．

解答 解：（1）A、實驗前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時不能將托盤通過細線掛在小車上，故A正確；
B、為減小誤差，應使托盤及砝碼的總質量遠小于小車質量，故B錯誤；
C、為充分利用紙帶，實驗時應先接通電源然后釋放小車，故C錯誤；
D、為充分利用紙帶，實驗時應使小車靠近打點計時器由靜止釋放，故D正確；
故選：AD；
（2）從打下O點到打下B點這段時間內細線的拉力對小車所做的功為：W=mgs_OB=0.021×9.8×0.2861≈0.059J；
由勻變速直線運動的推論可知，打下B點時的速度為：v=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{（36.70-21.60）×1{0}^{-2}m}{2×0.1s}$=0.755m/s，
小車動能的增加量為：△E_K=$\frac{1}{2}$Mv²=$\frac{1}{2}$×0.200×0.755²≈0.057J；
故答案為：（1）AD；（2）0.059，0.057．

點評 本題考查了實驗注意事項與實驗數據處理問題，本題難度不大，掌握基礎知識即可解題；“探究恒力做功與動能改變的關系”與“探究加速度與力、質量的關系”有很多類似之處，在平時學習中要善于總結、比較，提高對實驗的理解能力．