Question

【題目】如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)．

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是　 　（選填選項(xiàng)前的字母）．
A.直流電源
B.交流電源
（2）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正確操作方法是（選填選項(xiàng)前的字母）．
A．把長木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量
在不掛重物且（選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響．
A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)
（3）接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O．在紙帶上依次去A、B、C…若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T．測(cè)得A、B、C…各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3…，如圖2所示．

實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W= ， 打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v= ．
（4）以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做如圖3所示的v2﹣W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為 ． 根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是 ．

（5）假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2﹣W關(guān)系的是 ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）A；B
（3）mgx2；
（4）0.008+4.69W；小車質(zhì)量的倒數(shù)的2倍，單位
（5）D
【解析】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電，故選：B；
（2）平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，讓小車滑下，當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就意味著摩擦力抵消了，故選：A；此時(shí)應(yīng)當(dāng)讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間也會(huì)有摩擦力，故選：B；
（3）由于近似認(rèn)為拉力等于重力，所以根據(jù)W=FS可知，拉力做功為W=mgx2；中間時(shí)刻的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，所以B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，即V= = ；
（4）根據(jù)圖象上的點(diǎn)，可以得出得v2隨W變化的表達(dá)式為：v2=0.008+4.69W；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，所以功和能的單位是相同的，斜率設(shè)為k，則k= ，小車質(zhì)量的倒數(shù)的2倍，代入單位后，k的單位為kg﹣1；
（5）當(dāng)重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，此時(shí)的重物重力做的功會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為重物的動(dòng)能，所以重力做功與小車動(dòng)能的增加不成線性關(guān)系，D圖符合條件；
故選：D．
故答案為：（1）B；（2）A；B；（3）mgx2； ；（4）0.008+4.69W；小車質(zhì)量的倒數(shù)的2倍； kg﹣1；（5）D．
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的都是交流電源；（2）平衡摩擦力的方法；為了平衡摩擦力和阻力，應(yīng)該讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)；（3）根據(jù)功的定義計(jì)算拉力對(duì)小車做的功，根據(jù)中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于平均速度計(jì)算；（4）讀圖，從中得出兩個(gè)量的關(guān)系，并分析斜率的單位；（5）根據(jù)牛頓第二定律分析圖象．