Question

【題目】如圖甲所示，用質量遠小于小車質量的重物m通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況．利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗．接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數點，已知相鄰計數點間的時間間隔為T.測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……如圖乙所示．

(1)以下說法正確的有（_____）

A.打點計時器使用的電源是直流電源

B．實驗中平衡摩擦力的正確操作方法是改變小車的質量

C.在不掛重物且計時器正常工作的情況下，輕推一下小車．若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響．

D.從打O點到打B點的過程中拉力對小車做的功W＝mgx2，打B點時小車的速度v＝.

(2)以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數據作出如圖所示的v2－W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達式為________________.根據功與能的關系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析圖像斜率的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是__________.

(3)假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件，則從理論上分析，下圖中正確反映v2－W關系的是_______.

Answer 1

【答案】 C v2=0.008+4.69W 質量 A

【解析】（1）打點計時器使用的電源是交流電源，故A錯誤；平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，在不掛重物且計時器正常工作的情況下，輕推一下小車．若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響，故B錯誤，C正確；由于近似認為拉力等于重力，所以根據W=FS可知，拉力做功為W=mgx2；中點時刻的速度等于該段時間內的平均速度，所以B點的速度等于AC段的平均速度，故D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。

（2）根據圖象上的點，可以得出得v2隨W變化的表達式為：v2=0.008+4.69W；功是能量轉化的量度，所以功和能的單位是相同的，斜率設為k，則，代入單位后，k的單位為kg-1，所以與該斜率有關的物理量為質量。

（3）如果實驗中完全消除了摩擦力和其它阻力，那么重物重力做的功就等于重錘和小車動能的增加量，期中W=mgh，質量都是定值，所以v2與W成正比，故A圖正確。