Question

【題目】某探究學習小組驗證動能定理的實驗裝置如圖甲。

（1）實驗時首先要平衡摩擦力：取下沙桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，輕推小車，讓小車拖著紙帶做______ 直線運動。

（2）打點計時器使用頻率為50Hz的交流電，記錄小車運動的紙帶如圖乙所示。在紙帶上相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出。小車通過計數點“B”時，速度為 ______ （計算結果保留兩位有效數字）。

（3）若實驗室沒有沙桶只有鉤碼，每個鉤碼質量m=50g，小車總質量M=200g，用該實驗裝置驗證動能定理，則需驗證重力對鉤碼所做的功是否等于______ （選填“小車”或“小車和鉤碼”）動能的增量。

Answer 1

【答案】勻速 0.13m/s 小車和鉤碼

【解析】

考查實驗“驗證動能定理”。

（1）[1]．輕推小車，讓小車拖著紙帶做勻速直線運動，說明小車不掛沙桶時，受力平衡，合外力為零，即平衡了摩擦力；

（2）[2]．打點計時器使用頻率為50Hz，則打點周期為：

紙帶上相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，則兩點間的時間間隔為：

小車通過計數點“B”時的速度為：

由圖讀出：

代入上式，解得：

；

（3）[3]．由于鉤碼的質量沒有遠小于小車的質量，不能認為繩的拉力等于鉤碼的重力，此時，我們應把鉤碼和小車看成整體，設重力對鉤碼所做的功為W，由動能定理：

即需驗證重力對鉤碼所做的功是否等于小車和鉤碼動能的增量。