Question

在追尋科學(xué)家研究足跡的過程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，采用 了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn) 誤差，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施是一―。（填選項(xiàng)前的字母）

A保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

B選取打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的第1點(diǎn)與第2點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車與細(xì)線間的距離約為2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)

C.把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力

D.必須先接通電源再釋放小車

 (2）如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個(gè)計(jì) 數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，相關(guān)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出，測(cè)出小 車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m。從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過程中，合力對(duì)小車做的功是―一一一一 一一——一一—一，小車動(dòng)能的增量是—一一——一 (用題中和圖中的物理量符號(hào)表示〉。

圖乙

Answer 1

【答案】（1）AC        （2）mgs；

【命題立意】本題旨在考查探究功與速度變化的關(guān)系。

【解析】（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：

F=Ma ①鉤碼有：mg-F=ma ②F=
由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，夠碼的重力等于繩子的拉力即為小車是合外力，故適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板右端，以平衡摩擦力，使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故選：AC。
（2）根據(jù)做功表達(dá)式，恒力做功為WF=FxAB；而B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vB=，

則E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vE=；
根據(jù)動(dòng)能的變化量△Ek=EkE-EkB=；
這種做法的優(yōu)點(diǎn)是：A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差較小；

【易錯(cuò)警示】（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量。（2）根據(jù)功的表達(dá)式，可求得恒力做功，再利用勻變速運(yùn)動(dòng)的推論：一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可測(cè)量A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度，從而得到動(dòng)能的變化量。這種做法可減小測(cè)量的誤差，但不能多次測(cè)量求平均值。要明確此題在驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測(cè)量的物理量及實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)。