Question

【題目】如圖1所示，用質量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況．利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗．

（1）打點計時器使用的電源是　 　（選填選項前的字母）．
A.直流電源
B.交流電源
（2）實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正確操作方法是（選填選項前的字母）．
A．把長木板右端墊高 B．改變小車的質量
在不掛重物且（選填選項前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響．
A．計時器不打點 B．計時器打點
（3）接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O．在紙帶上依次去A、B、C…若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T．測得A、B、C…各點到O點的距離為x1、x2、x3…，如圖2所示．

實驗中，重物質量遠小于小車質量，可認為小車所受的拉力大小為mg，從打O點打B點的過程中，拉力對小車做的功W= ， 打B點時小車的速度v= ．
（4）以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據做如圖3所示的v2﹣W圖象．由此圖象可得v2隨W變化的表達式為 ． 根據功與能的關系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結果的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是 ．

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

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）A；B
（3）mgx2；
（4）0.008+4.69W；小車質量的倒數(shù)的2倍，單位
（5）D
【解析】（1）打點計時器使用的是交流電，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，當小車勻速運動時，就意味著摩擦力抵消了，故選：A；此時應當讓打點計時器打點，因為打點計時器與紙帶間也會有摩擦力，故選：B；
（3）由于近似認為拉力等于重力，所以根據W=FS可知，拉力做功為W=mgx2；中間時刻的速度等于該段時間內的平均速度，所以B點的速度等于AC段的平均速度，即V= = ；
（4）根據圖象上的點，可以得出得v2隨W變化的表達式為：v2=0.008+4.69W；功是能量轉化的量度，所以功和能的單位是相同的，斜率設為k，則k= ，小車質量的倒數(shù)的2倍，代入單位后，k的單位為kg﹣1；
（5）當重物質量不滿足遠遠小于小車的質量時，此時的重物重力做的功會有一部分轉化為重物的動能，所以重力做功與小車動能的增加不成線性關系，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；小車質量的倒數(shù)的2倍； kg﹣1；（5）D．
（1）打點計時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，應該讓打點計時器打點；（3）根據功的定義計算拉力對小車做的功，根據中間時刻瞬時速度等于平均速度計算；（4）讀圖，從中得出兩個量的關系，并分析斜率的單位；（5）根據牛頓第二定律分析圖象．