Question

某同學把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當的鉤碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關系，此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。

①若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些                                              。
②實驗開始時，他先調節木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個            （填字母代號）
A避免小車在運動過程中發生抖動
B可使打點計時器在紙帶上打出的點清晰
C可以保證小車最終能夠實現勻速直線運動
D可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力
③平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發現小車運動過快，致使打出的紙帶上點數較少，難以選到合適的點計算小車速度，在保證所掛鉤碼數目不變的條件下，請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法：                                                                 。
④他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，經多次實驗發現拉力做功總是要比小車動能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的             （填字母代號）。
A在接通電源的同時釋放了小車
B小車釋放時離打點計時器太近
C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉
D鉤碼勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力

Answer 1

① 刻度尺、天平（包括砝碼）；② D；③ 可在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）；④ CD；

解析試題分析：①根據實驗原理可知，需要驗證，同時根據運動學規律可知，此實驗中需要測量鉤碼質量、小車質量和位移，故還需要的器材有：刻度尺和天平；②分析小車受力可知，在平衡摩擦力的基礎上，使細繩與木板平行是為了讓細繩的拉力充當小車所受合外力，故選項D正確；③紙帶上打出的點較小，說明小車的加速度過大（即小車過快），故在所掛鉤碼質量不變的情況下，可以增加小車質量（在小車上加上適量的砝碼）；④在此實驗中，根據牛頓第二定律可知，鉤碼的重力大于細繩的拉力，而實驗中用重力代替拉力會導致拉力做功大于小車動能增量；如果實驗未平衡摩擦力也會導致拉力做功大于動能增量，故選項CD正確；
考點：力學實驗：探究功與動能變化的關系