Question

20．某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“功與動能變化的關(guān)系”．實驗裝置如圖所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大�。�水平桌面上相距L的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大�。�小車中可以放置砝碼．
（1）實驗主要步驟如下：
①測量小車、砝碼和拉力傳感器的總質(zhì)量M；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；
②將小車停在C點，接通電源后（填“前”或“后”），釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度；
③在小車中增加或減小砝碼個數(shù)，重復②的操作．
（2）表是他們測得的幾組數(shù)據(jù)，|v₁²-v₂²|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．則表格中的△E₃=0.600J，W₃=0.610J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

次數(shù)	M/kg	|v12-v22|（m/s）2	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	△E3	1.220	W3
4	1.000	2.40	1.20	2.420	1.21
5	1.000	3.24	1.62	2.860	1.43

（3）第5組探究的結(jié)果偏差較大，他們以為產(chǎn)生原因如下，其中有可能的是C．
A．鉤碼質(zhì)量太大，細線所受拉力過大，使得小車動能增量偏大
B．平衡摩擦力不足，木板傾角過小，使得小車動能增量偏大
C．平衡摩擦力過度，木板傾角過大，使得小車動能增量偏大
（4）如果已經(jīng)平衡了摩擦力，用此裝置也不能（填“能”或“不能”）驗證小車、砝碼以及鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒，理由是有摩擦力做功．

Answer 1

分析 小車在鉤碼的作用下拖動紙帶在水平面上做加速運動，通過速度傳感器可算出A B兩點的速度大小，同時利用拉力傳感器測量出拉小車的力，從而由AB長度可求出合力做的功與小車的動能變化關(guān)系；從功能關(guān)系和系統(tǒng)誤差分析；據(jù)機械能守恒的條件分析．

解答 解：（1）據(jù)打點計時器的使用方法可知，應先接通電源，再發(fā)小車，所以將小車停在C點，接通電源后，釋放小車；

（2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律△E=$\frac{1}{2}$M（V₂²-V₁²）
可得△E₃=0.600J
觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上W₃=$\frac{F}{2}$=0.610 J
（3）據(jù)表可知，動能的變化量大于合外力的功，此說明有其它力做正功，即平衡摩擦力過大，導致重力沿斜面方向的分力大于摩擦力，故AB錯誤，C正確．
故選：C．
（4）機械能守恒的條件是只有重力做功，或其它力做功為零，此實驗雖然平衡摩擦力，但操作中有摩擦力做功，所以不能驗證該系統(tǒng)的機械能守恒．
故答案為：（1）后；  （2）0.600J，0.610J；  （3）C；（4）不能，有摩擦力做功．

點評 本題值得注意的是：鉤碼的重力不等于細線的拉力，同時學會分析實驗數(shù)據(jù)從而得出規(guī)律；從功能關(guān)系分析誤差．