Question

17．某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊等．組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
①若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些刻度尺；天平（帶砝碼）．
②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個(gè)D（填字母代號(hào)）
A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B．可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)清晰
C．可以保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力
③平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：在小車(chē)上加適量的砝碼．
④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代號(hào)）．
A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車(chē)
B．小車(chē)釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C．阻力未完全被小車(chē)重力沿木板方向的分力平衡掉
D．鉤碼勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，明確需要測(cè)量的物理量，則可以得出對(duì)應(yīng)的儀器；
（2）明確摩擦力在本實(shí)驗(yàn)中所造成的影響，則可以明確是否需要平衡摩擦力；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來(lái)代替小車(chē)的拉力．
（4）分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程及能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，知道有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；同時(shí)體會(huì)摩擦力的影響；從而找出拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些的原因．

解答 解：①、根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是合外力所做的功等于動(dòng)能的變化量，通過(guò)研究紙帶來(lái)研究小車(chē)的速度，利用天平測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，利用砝碼的重力代替小車(chē)的合外力，所以需要刻度尺來(lái)測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離和用天平測(cè)得小車(chē)的質(zhì)量，即還需要刻度尺，天平（帶砝碼）．
故答案為：刻度尺；天平（帶砝碼）
②、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為減少誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行，目的是消除摩擦帶來(lái)的誤差，即平衡摩擦力后，使細(xì)繩的拉力等于小車(chē)的合力，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
③平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，即小車(chē)的加速度大，所以應(yīng)減少小車(chē)的加速度，當(dāng)小車(chē)的合力一定的情況下，據(jù)牛頓第二定律可知，適當(dāng)增大小車(chē)的質(zhì)量，即在小車(chē)上加適量的砝碼．
故答案為：在小車(chē)上加適量的砝碼
④他將鉤碼重力做的功當(dāng)做細(xì)繩拉力做的功，即試驗(yàn)中有存在摩擦力沒(méi)有被平衡掉；
同時(shí)在該實(shí)驗(yàn)要求，只有當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的拉力才近似等于砝碼的重力，本題中沒(méi)有體現(xiàn)，故鉤碼勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力；從而使求出的功大于增大的動(dòng)能；
由以上分析可知，AB錯(cuò)誤，CD正確．
故選：CD．
故答案為：①刻度尺；天平（帶砝碼）；②D；③在小車(chē)上加適量的砝碼；④CD

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)類(lèi)似可以類(lèi)比學(xué)習(xí)．