Question

5．小明把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引力下運動，以此研究繩拉力做功和小車動能變化的關(guān)系．此外他還準(zhǔn)備了打點計時器及配套電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、天平（包括砝碼）等，實驗裝置如圖
（1）若要完成該實驗，必須的實驗器材還有刻度尺．
（2）實驗開始時，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是D（填字母代號）
A、避免小車在運動中發(fā)生抖動
B、可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清洗
C、可以保證小車最終能實現(xiàn)勻速直線運動
D、可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力
（3）為了順利完成該實驗，下列哪些做法正確B（填字母代號）
A、在接通電源的同時釋放小車
B、小車釋放點靠近打點計時器
C、抬高木板一端，用眼睛觀察小車是否做勻速直線運動來確定摩擦力是否被平衡掉
D、當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量時，可認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力等于鉤碼重力．

Answer 1

分析 （1）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(jìn)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(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來代替小車的拉力．
（2）使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行的目的是可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力．
（3）根據(jù)W=mgs求出砂桶及砂的總重力做功，根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中點時刻的瞬時速度求A、B的速度，即可得到動能的變化量，從而寫出探究結(jié)果表達(dá)式，根據(jù)此表達(dá)式分析所需要的測量儀器．

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(zhì)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，即還需要刻度尺．
（2）實驗過程中，為減少誤差，提高實驗的精確度，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)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(xì)繩的拉力等于小車的合力，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（3）A、實驗過程中，為減少誤差，提高實驗的精確度和紙帶的使用率，應(yīng)先接通電源，后放開紙帶．故A錯誤；
B、實驗過程中，為提高紙帶的使用率，小車釋放點靠近打點計時器．故B正確；
C、平衡摩擦力時，將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力，可以根據(jù)紙帶上打的點跡是否均勻來判斷是否做勻速運動，故該同學(xué)用眼睛觀察小車是否做勻速直線運動來確定摩擦力的方法是錯誤的．故C錯誤；
D、根據(jù)該實驗要求，只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，故D錯誤．
故選：B
故答案為：（1）刻度尺；（2）D；（3）B．

點評 明確實驗原理往往是解決實驗問題的關(guān)鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實驗類似可以類比學(xué)習(xí)．