Question

【題目】某興趣小組利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證“合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”。小車及車中砝碼的質(zhì)量為M，沙桶和沙的質(zhì)量為m。

（1）在實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的有 （填序號(hào)）

A．應(yīng)先釋放小車，再接通電源

B．細(xì)線應(yīng)與木板平行

C．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

D．在小車運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于M、m組成的系統(tǒng)，細(xì)線的拉力即為做功的合外力

（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶，O點(diǎn)為由靜止開始釋放小車時(shí)紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T。若用O、D兩點(diǎn)來研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系，需要驗(yàn)證的關(guān)系式是： 。（用所測(cè)量物理量的符號(hào)表示）

（3）用B、F間的數(shù)據(jù)求小車的加速度，加速度a= 。

（4）若本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象為小車，則還需滿足條件是 。

（5）本實(shí)驗(yàn)裝置還可用于 實(shí)驗(yàn)。（說出一個(gè)實(shí)驗(yàn)名稱即可）

Answer 1

【答案】（1）BC

（2）

（3）

（4）

（5）探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律；探究加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律等等

【解析】

試題分析：（1）應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后在釋放小車，故A錯(cuò)誤；應(yīng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板末端定滑輪高度使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，保證小車所受的合力等于細(xì)線的拉力，故B正確；實(shí)驗(yàn)開始前已經(jīng)平衡了摩擦力，故每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故C正確；對(duì)于M、m組成的系統(tǒng)，m的重力才是做功的合外力，故D錯(cuò)誤。所以BC正確，AD錯(cuò)誤。

（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，D點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于CE之間的平均速度，所以,從O到D之間合外力做功：，動(dòng)能的增加量：,故需要驗(yàn)證的是：。

（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可得：

（4）若研究對(duì)象為小車，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=（m+M）a，解得： ，以M為研究對(duì)象，得繩子的拉力為： ,顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，故需滿足．

（5）本實(shí)驗(yàn)還可以探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律；探究加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律等等。