Question

1．為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，采用了如圖所示實驗裝置．請回答下列問題：
（1）為了減小小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是C
A．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D．將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
（2）若實驗中所用小車的質量為200g，為了使實驗結果盡量精確，在實驗室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中，應該挑選的鉤碼是A

A．10g

B．20g

C．30g

D．50g

（3）某實驗小組挑選了一個質量為50g的鉤碼，在多次正確操作實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，經測量、計算，得到如下數據：第一個點到第n個點的距離為40.0cm；打下第n點時小車的速度大小為1.20m/s．該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，則拉力對小車做的功為0.196J，小車動能的增量為0.144J．（g=9.8m/s²，結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動．
（2）本實驗要用鉤碼的重力代替小車所受到的合力，鉤碼質量遠小于小車的質量．
（3）根據重力當做小車所受的拉力和鉤碼下降的距離可以求出拉力對小車做的功大小，根據小車在N點的速度可以求出小車動能的增量．

解答 解：（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是，將不帶滑輪的木板一端適當墊高，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．故C正確．
故選：C．
（2）本題要用鉤碼的重力代替小車所受到的合力，鉤碼質量應遠小于小車的質量．故選10g的鉤碼較好，故A正確．
故選：A
（3）從打下第一點到打下第N點拉力對小車做的功：W=mgs=50×10^-3×9.8×0.4J=0.196J；
小車的動能增量為：△E_k=$\frac{1}{2}$Mv²=$\frac{1}{2}×$0.2×1.2²J=0.144J．
故答案為：（1）C；（2）A；（3）0.196，0.144

點評 該題考查在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中的注意事項：將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動；把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現象；明確實驗原理往往是解決實驗問題的關鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質量之間關系的實驗類似可以類比學習．