Question

9．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?shù)你^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速度變化的關系，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？刻度尺、天平
（2）實驗開始時，他先調節(jié)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D
A．避免小車在運動過程中發(fā)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，難以選到合適的點計算小車速度，在保證所掛鉤碼數(shù)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：可在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）
（4）他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)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CD
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

分析 （1、2）根據(jù)該實驗的實驗原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進行實驗過程中需要用刻度尺測量紙帶上點的距離，用天平測出小車的質量，需要改變砝碼的質量來代替小車的拉力．
（3）使牽引小車的細繩與木板平行的目的是可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力．
（4）根據(jù)實驗原理，明確實驗現(xiàn)象中產(chǎn)生實驗誤差的原因即可求解．

解答 解：（1）、根據(jù)本實驗的實驗原理是合外力所做的功等于動能的變化量，通過研究紙帶來研究小車的速度，利用天平測量小車的質量，利用砝碼的重力代替小車的合外力，所以需要刻度尺來測量紙帶上點的距離和用天平測得小車的質量，即還需要刻度尺，天平（帶砝碼）．
故答案為：刻度尺；天平（帶砝碼）
（2）、實驗過程中，為減少誤差，提高實驗的精確度，他先調節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，目的是消除摩擦帶來的誤差，即平衡摩擦力后，使細繩的拉力等于小車的合力，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（3）平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現(xiàn)小車運動過快，致使打出的紙帶上點數(shù)較少，即小車的加速度大，所以應減少小車的加速度，當小車的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當增大小車的質量，即在小車上加適量的砝碼．
故答案為：在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）
（4）他將鉤碼重力做的功當做細繩拉力做的功，經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些，從功能關系看出：該實驗一定有轉化為內能的，即試驗中有存在摩擦力沒有被平衡掉；還有該實驗要求，只有當小車的質量遠大于砝碼的質量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，故AB錯誤，CD正確．
故選：CD．
故答案為：（1）刻度尺；天平；（2）D；（3）在小車上加適量的砝碼（或鉤碼）；（4）CD．

點評 明確實驗原理往往是解決實驗問題的關鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質量之間關系的實驗類似可以類比學習．