Question

12．在追尋科學(xué)家研究足跡的過(guò)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1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(chē)受到的合力，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施是AC（填選項(xiàng)前的字母）．
A．保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
B．選取打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打第1點(diǎn)與第2點(diǎn)間的距離約為2mm的紙帶來(lái)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(chē)
（2）如圖2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(mén)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出，測(cè)出小車(chē)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(guò)程中，合力對(duì)小車(chē)做的功是mgs，小車(chē)動(dòng)能的增量是$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²．（用題中和圖中的物理量符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （1）由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)遇到（滑輪和細(xì)繩、小車(chē)和木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶之間等）阻力，所以要平衡摩擦力．平衡摩擦力時(shí)，要輕推一下小車(chē)，觀察小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)；由于小車(chē)加速下降，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力，小ma，勾碼重量越小，ma越小，拉力與重力越接近．
（2）對(duì)系統(tǒng)研究，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，從而得出系統(tǒng)動(dòng)能的變化量，判斷系統(tǒng)動(dòng)能的增加量與合力做功是否相等．

解答 解：（1）為使鉤碼的重力近似等于小車(chē)受到的合力，需要把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力，故C正確；同時(shí)保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，減小鉤碼失重帶來(lái)的誤差，故A正確；D項(xiàng)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)的正確做法，對(duì)減小本題中的實(shí)驗(yàn)誤差無(wú)影響，故D錯(cuò)誤；B項(xiàng)為保證重物由零開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)的措施，故B錯(cuò)誤；
故選：AC
（2）從打 B 點(diǎn)到打 E 點(diǎn)的過(guò)程中，合力對(duì)小車(chē)做的功為：W=mgh=mgS
根據(jù)中間時(shí)刻的速度等于平均速度得：v_B=$\frac{{s}_{1}}{2T}$，v_E=$\frac{{s}_{2}}{2T}$，
小車(chē)動(dòng)能的增量是：△E_K=$\frac{1}{2}$Mv_E²-$\frac{1}{2}$Mv_B²=$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²．
故答案為：（1）AC；（2）mgs，$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{2}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{s}_{1}}{2T}$）²

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究功與速度變化的關(guān)系，正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．