Question

【題目】用如圖1所示裝置探究鉤碼和小車（含砝碼）組成的系統的“功能關系”實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達地面。

（1）平衡摩擦力時，______（填“要”或“不要”）掛上鉤碼。

（2）如圖2是某次實驗中打出紙帶的一部分。O、A、B、C為4個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有4個打出的點沒有畫出，所用交流電源的頻率為50Hz．通過測量，可知打點計時器打B點時小車的速度大小為______m/s。

（3）某同學經過認真、規范的操作，得到一條點跡淸晰的紙帶。他把小車開始運動時打下的點記為O，再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數點，可獲得各計數點到O的距離s及打下各計數點時小車的瞬時速度v。如圖3是根據這些實驗數據繪出的v2-s圖象。已知此次實驗中鉤碼的總質量為0.015kg，小車中砝碼的總質量為0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，根據功能關系由圖象可知小車的質量為______kg．（結果保留兩位有效數字）

（4）研究實驗數據發現，鉤碼重力做的功總略大于系統總動能的增量，其原因可能是______。

A.鉤碼的重力大于細線的拉力

B.在接通電源的同時釋放了小車

C.未完全平衡摩擦力

D.交流電源的實際頻率大于50Hz

Answer 1

【答案】不要 0.36 0.18 CD

【解析】

（1）[1]小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，為了在實驗中能夠把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力時，不掛鉤碼，但要連接紙帶，

（2）[2]相鄰的兩個計數點之間還有4個打出的點沒有畫出，計數點間的時間間隔為：

t=0.02×5=0.1s

打B點的速度為：

vB===0.36m/s

（3）[3]對系統，由動能定理得：

mgx=（M+m+m′）v2

整理得：

v2=x

v2-x圖象的斜率：

k===1

解得：

M=0.18kg

（4）[4]A.鉤碼的重力大于拉力，鉤碼做勻加速運動，不影響拉力做功，故A錯誤；

B.接通電源的同時釋放了小車，只會使得紙帶上一部分點不穩定，故B錯誤；

C.長木板的右端墊起的高度過低，未完全平衡摩擦力時，則摩擦力做負功，會減小系統的機械能，故C正確；

D.交流電源的實際頻率大于50Hz，所用的時間為0.02s，比真實的時間間隔大，則代入速度公式中求出來的速度偏小，則動能偏小，故D正確。