Question

【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置探究“恒力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中砂和砂桶的總質(zhì)量為10g，小車和砝碼的總質(zhì)量為M=200g。

（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板上滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行。接下來還需要進(jìn)行平衡摩擦力的操作，下列操作正確的是________ 。

A. 將長木板水平放置，調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量為m的大小，輕推小車，讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)。

B. 將長木板沒有滑輪的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋�撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)。

（2）在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)m_______M（填“>>”或“=”或“<<”）時(shí)，可以認(rèn)為繩子拉力等于砂和砂桶的重力。

（3）圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz。首先用刻度尺進(jìn)行相關(guān)長度的測(cè)量，其中CE段的測(cè)量情況如圖丙所示，由圖可知CE段的長度為________cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)的速度為___________m/s，此時(shí)小車的動(dòng)能為___________J。用此方法可以求出打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能。

從C到E恒力對(duì)小車做的功為_________J，（該結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字），把此值與C到E動(dòng)能變化量進(jìn)行比較即可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)恒力做功始終比動(dòng)能增量略小，可能原因是___________。

A．平衡摩擦力時(shí)斜面傾斜過度造成

B．平衡摩擦力時(shí)斜面傾斜不夠造成

C．砂與砂桶重力當(dāng)成繩子拉力造成

Answer 1

【答案】 B << 10.60 0.53 0.028 1.04×10-2 A

【解析】（1）平衡摩擦力時(shí)，需使小車的重力與摩擦力平衡，則操作正確的是：將長木板沒有滑輪的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)。故選B；

（2）以整體為對(duì)象： ，則小車的加速度為：

當(dāng) 可以近似認(rèn)為

即

若要認(rèn)為繩子拉力等于砂和砂桶的重力，則必須滿足條件

（3）根據(jù)刻度尺的讀數(shù)原則可知長度為10.60cm ，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 ，根據(jù)中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度可知：

則小車的動(dòng)能為

從C到E恒力對(duì)小車做的功為

（4）當(dāng)平衡摩擦力時(shí)斜面傾斜過度時(shí)，此時(shí)小車受到合外力實(shí)際比mg大，所以合外力做的功也就大于動(dòng)能的增加量，故選A

本題答案是：(1). B (2). << (3). 10.60 ； 0.53 ； 0.028 ；1.04×10-2 (4). A