Question

15．幾個實驗小組分別利用拉力傳感器和打點計時器研究“力做功與小車速度變化的關(guān)系”實驗裝置如圖1，他們將拉力傳感器固定在小車上，將其用不可伸長的細(xì)線繞過一個光滑的定滑輪與鉤碼相連．用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，在小車的后面連接紙帶，通過打點計時器記錄小車運動情況，小車中可以放置砝碼．
實驗主要步驟如下：
a．測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量m，用細(xì)線連接拉力傳感器和鉤碼（質(zhì)量為m_G），將紙帶通過打點計時器接到小車后面，正確連接所需電路；
b．將小車停在緊靠打點計時器處，先接通電源再釋放小車，在紙帶上打出一系列的點，同時記錄m和拉力傳感器的示數(shù)F；
c．在小車中增加或減少砝碼，重復(fù)b的操作；
d．在紙帶上選取合適的點，測量各點的位移并計算對應(yīng)的功和速度．

（1）對于該實驗，下列說法中正確的是B．（填寫選項前的字母）
A．每次釋放小車都應(yīng)給小車一定的初速度，以平衡摩擦力
B．小車運動中會受到摩擦力，為消除其影響，可以將木板適當(dāng)傾斜以平衡摩擦力
C．打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4-6V
D．實驗時必須保證所掛鉤碼的質(zhì)量m_G＜＜m
（2）某一實驗小組可能因操作不當(dāng)致使根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的v²-W關(guān)系圖象不過原點，原因是平衡摩擦力過度；由圖象計算出本次實驗對應(yīng)的m=0.4kg．

Answer 1

分析 （1）本實驗為了使小車在傾斜的平面上被橡皮筋拉動做功等于外力對小車做的總功，需要平衡摩擦力，打點計時器使用交流電源，本實驗的拉力由傳感器直接得出，不需要用鉤碼的重力來代替；
（2）根據(jù)圖象可知，當(dāng)W=0時，小車的動能不為零，據(jù)此判斷不通過原點的原因，跟據(jù)動能定理可知，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，求出v²-W函數(shù)表達式，根據(jù)斜率的含義求出質(zhì)量即可．

解答 解：（1）A、為了便于研究小車動能的變化，小車的初動能應(yīng)為零，所以小車必須從同一位置由靜止彈出，為了使小車在傾斜的平面上被橡皮筋拉動做功等于外力對小車做的總功，需要平衡摩擦力，則可以將木板適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力，故A錯誤，B正確；
C、打點計時器必須使用交流電源供電，故C錯誤；
D、本實驗的拉力由傳感器直接得出，不需要用鉤碼的重力來代替，所以不需要滿足m_G＜＜m，故D錯誤．
故選：B
（2）根據(jù)圖象可知，當(dāng)W=0時，小車的動能不為零，即沒有拉時，小車就有了速度，說明平衡摩擦力過度，
根據(jù)動能定理可知，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得：${v}^{2}=\frac{2}{m}W$，則v²-W圖象的斜率表示$\frac{2}{m}$，
根據(jù)圖象可知，$\frac{2}{m}$=$\frac{3.0-0.25}{0.55}$
解得：m=0.4kg
故答案為：（1）B；（2）平衡摩擦力過度；0.4

點評 本題主要考查了“力做功與小車速度變化的關(guān)系”實驗的注意事項和數(shù)據(jù)處理方向，特別注意的是本實驗的拉力由傳感器直接得出，不需要用鉤碼的重力來代替，所以不需要滿足m_G＜＜m，很多同學(xué)會誤選D答案，難度適中．