Question

【題目】2018年3月14日現代偉大的物理學家霍金與世長辭，但是科學家追求真理的精神不會停止，在探究恒力做功和物體動能變化間的關系的過程中，某同學設計了如下實驗，步驟如下：

①按圖甲擺好實驗裝置，其中小車質量 M，鉤碼總質量 m．

②釋放小車，然后接通打點計時器的電源（電源頻率為f），打出一條紙帶．

（1）實驗得到如圖2紙帶，驗證動能定理的表達式是：________________________．(用實驗中相應的符號表示，重力加速度為g)

（2）此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大。該同學且沒放棄，通過反復思考，他認為產生誤差的可能原因如下，其中正確的是（_______）

A．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離是產生此誤差的主要原因

B．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

D．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小

Answer 1

【答案】 BC

【解析】（1）根據題意物體所受合外力為：F=mg，根據功的定義可知：；根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出A、B點的速度大小為：，，驗證動能定理的表達式是： ，即為

（2）A、距離的測量產生的誤差不是該實驗產生的主要誤差，故A錯誤；

B、設繩子上拉力為F，對小車根據牛頓第二定律有：對小車：F=Ma，對鉤碼有：mg-F=ma，聯立解得，由此可知當M＞＞m時，鉤碼的重力等于繩子的拉力，因此當鉤碼質量太大時，會造成較大誤差，故B正確；

C、實驗中要進行平衡摩擦力操作，若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當做小車合外力做的功，會造成較大誤差，故C正確；

D、釋放小車和接通電源的順序有誤，影響打點多少，不一定會使動能的測量偏小，故D錯誤；

故選BC。