Question

【題目】同學們分別利用下圖甲、乙所示的兩種裝置采用不同方法探究“合外力做功與動能改變量的關系”。其中小車A與紙帶和打點計時器B相連，托盤C內裝有砝碼，D為無線測力傳感器，可直接測量繩子給小車的拉力。

（1）下列說法正確的是__________

A. 兩種方案都需要將導軌的右端墊高以平衡摩擦力

B. 兩種方案都需要測量并記錄小車的質量

C. 兩種方案都需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質量

D. 兩種方案都要求托盤及盤中砝碼總質量遠小于小車A的質量

（2）如圖丙是某次實驗打下的紙帶，其中O點是小車由靜止釋放瞬間打點計時器打下的第一個點，打點周期為T，相鄰兩點間還有四個點沒畫出，則打下C點時小車的速度大小為vc=________________

（3）若采用方案二進行實驗，用天平測得小車的質量為M，傳感器D測量得到繩子拉力為F，研究小車從開始運動到打下C點的過程，則根據動能定理，應驗證的表達式為(用題目中已知物理量的符號表示)_________________

（4）若采用方案一進行實驗，并將砝碼盤和砝碼總重力mg當作繩子拉力，多次實驗發現拉力做功總是比小車動能增加量要________一些（填“偏大”或“偏小），造成這種誤差最可能的原因是_____________________

Answer 1

【答案】AB 偏大 鉤碼也做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力, 導致拉力的功的測量值偏大

或: mg做功不僅增加小車動能，也增加砝碼和砝碼盤的動能

【解析】

（1）兩種方案都需要將導軌的右端墊高以平衡摩擦力，這樣才能保證拉力的功等于合外力的功，選項A正確；兩種方案都需要測量并記錄小車的質量，這樣才能求解小車的動能變化量，選項B正確；乙裝置由于有力傳感器，則不需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質量，也不要求托盤及盤中砝碼總質量遠小于小車A的質量，選項CD錯誤；故選AB.

（2）因紙帶上相鄰兩點間還有四個點沒畫出，可知t=5T，打下C點時小車的速度大小為；

（3） 小車從開始運動到打下C點的過程動能的增量為；拉力的功W=Fs3，則應驗證的表達式為；

（4）鉤碼也做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力，所以由鉤碼的重力代替拉力求解的功偏大，即導致拉力的功的測量值偏大；或者mg做功不僅增加小車動能，也增加砝碼和砝碼盤的動能.