Question

【題目】某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌面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，以此定量研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、導線等相關儀器以及刻度尺等測量工具。組裝的實驗裝置如圖所示。實驗中無法簡單測出小車所受合力，所以該同學用所掛鉤碼的重力來代替。

①為了盡可能減小誤差，下列做法中必要的有_____

A.所掛鉤碼的質量遠小于小車質量

B.調節滑輪高度，使拉小車的細線與木板保持平行

C.接通打點計時器電源盡量與釋放小車保持同步

D.調節木板傾角，利用小車自身重力平衡運動過程中的阻力

②在完成必要操作后，該同學打出了幾條紙帶，并從中選擇了一條點跡清晰的紙帶進行分析，如下圖所示，其中點是紙帶上打出的第一個點，相鄰兩個計數點間還有四個點未畫出，若選擇點和點作為初末狀態進行分析，已知所掛鉤碼質量為，小車質量為，重力加速度取，則過程中合力做功為_____J，小車動能變化為_____（計算結果均保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】ABD 0.0176 0.0162

【解析】

①該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究；研究繩拉力做功與小車動能變化的關系，為消除摩擦力對實驗的影響，調節木板傾角，利用小車自身重力平衡運動過程中的阻力，那么小車的合力就是繩子的拉力，并調節滑輪高度，使拉小車的細線與木板保持平行，避免其他阻力的影響，在實驗過程中，應先接通電源，后放開紙帶。由于在實驗中無法簡單測出小車所受合力，該同學用所掛鉤碼的重力來代替；根據牛頓第二定律可得：對m：，對M：，解得：，當Mm時，即所掛鉤碼的質量遠小于小車質量，繩子的拉力近似等于所掛鉤碼的重力，故ABD是必要的，C是錯誤的。

②相鄰兩個計數點間還有四個點，故相鄰計數點之間的時間間隔，故D點的速度，D點的動能，從O點到D點，合力所做的功