Question

【題目】某同學用圖甲所示裝置探究“恒力做功與動能變化的關系”。實驗中砂和砂桶的總質量為10g，小車和砝碼的總質量為M=200g。

（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板上滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還需要進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，調節砂和砂桶的總質量為m的大小，輕推小車，讓小車做勻速運動。

B. 將長木板沒有滑輪的一端墊起適當的高度，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動。

（2）在實驗中，當m_______M（填“>>”或“=”或“<<”）時，可以認為繩子拉力等于砂和砂桶的重力。

（3）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為50 Hz。首先用刻度尺進行相關長度的測量，其中CE段的測量情況如圖丙所示，由圖可知CE段的長度為________cm，打點計時器打下D點時的速度為___________m/s，此時小車的動能為___________J。用此方法可以求出打下各計數點時小車的動能。

從C到E恒力對小車做的功為_________J，（該結果要求保留3位有效數字），把此值與C到E動能變化量進行比較即可得到實驗結論。

（4）實驗中發現恒力做功始終比動能增量略小，可能原因是___________。

A．平衡摩擦力時斜面傾斜過度造成

B．平衡摩擦力時斜面傾斜不夠造成

C．砂與砂桶重力當成繩子拉力造成

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，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的高度，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動。故選B；

（2）以整體為對象： ，則小車的加速度為：

當 可以近似認為

即

若要認為繩子拉力等于砂和砂桶的重力，則必須滿足條件

（3）根據刻度尺的讀數原則可知長度為10.60cm ，相鄰兩個計數點之間的時間間隔為 ，根據中點時刻的速度等于平均速度可知：

則小車的動能為

從C到E恒力對小車做的功為

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

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