Question

15．某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系．此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、刻度尺、天平（包括砝碼）、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個(gè)D（填字母代號(hào)）．
A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰
C．可以保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力
②平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決方法：可在小車(chē)上加適量的砝碼（或鉤碼）；．
③他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些．這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代號(hào)）．
A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車(chē)            
B．小車(chē)釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C．阻力未完全被小車(chē)重力沿木板方向的分力平衡掉
D．鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力．

Answer 1

分析 根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來(lái)代替小車(chē)的拉力．
紙帶上打出的點(diǎn)較小，說(shuō)明小車(chē)的加速度過(guò)大（即小車(chē)過(guò)快），可以增加小車(chē)質(zhì)量（在小車(chē)上加上適量的砝碼），或減少砝碼的拉力；
根據(jù)W=mgs求出砂桶及砂的總重力做功，根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度求A、B的速度，即可得到動(dòng)能的變化量，從而寫(xiě)出探究結(jié)果表達(dá)式，根據(jù)此表達(dá)式分析所需要的測(cè)量?jī)x器．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為減少誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行，目的是消除摩擦帶來(lái)的誤差，即平衡摩擦力后，使細(xì)繩的拉力等于小車(chē)的合力，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
②平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，即小車(chē)的加速度大，所以應(yīng)減少小車(chē)的加速度，當(dāng)小車(chē)的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當(dāng)增大小車(chē)的質(zhì)量，即在小車(chē)上加適量的砝碼．
③ABC、他將鉤碼重力做的功當(dāng)做細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些，從功能關(guān)系看出：該實(shí)驗(yàn)一定有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，即試驗(yàn) 中有存在摩擦力沒(méi)有被平衡掉；還有該實(shí)驗(yàn)要求，只有當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的拉力才近似等于砝碼的重力，故AB錯(cuò)誤，C正確．
D、因砝碼存在加速度，依據(jù)牛頓第二定律，可知，則鉤碼重力會(huì)大于細(xì)繩拉力，故D正確；
故答案為：①D；②可在小車(chē)上加適量的砝碼（或鉤碼）； ③CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究功和速度變化之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類(lèi)似可以類(lèi)比學(xué)習(xí)．