题目内容

某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．
（1）为消除摩擦力对实验的影响，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则在不挂钩码的情况下，下面操作正确的是
D
D

A．未连接纸带前，放开小车，小车能由静止开始沿木板下滑
B．未连接纸带前，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑
C．放开拖着纸带的小车，小车能由静止开始沿木板下滑
D．放开拖着纸带的小车，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑
（2）平衡摩擦力后，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，则实验中应满足：
钩码的质量远远小于小车的质量
钩码的质量远远小于小车的质量

（3）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清晰的某点开始记为O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O点之间的距离x，计算出它们与O点之间的速度平方差△v2=v2-
v
2
0
，然后在坐标纸上建立△v2-x坐标系，并根据上述数据进行如图所示的描点，请画出△v2-x变化图象．
（4）若测出小车质量为0.2kg，悬挂钩码质量为0.026kg，g=10m/s2，由△v2-x变化图象，取x=6.00cm，小车动能增量为
0.0150
0.0150
J，恒力做功为
0.0153
0.0153
J，在误差允许范围内可认为二者相等．（保留三位有效数字）
分析：（1）平衡摩擦力的方法为将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动；
（2）根据速度位移关系公式v2=2as列式求解；
（3）根据图象用直线将点相连，误差较大的点舍去；
（4）从图象得到x=6cm时速度平方的值，然后根据△Ek=
1
2
mv2求解动能增量，根据F=mgh求解拉力的功．
解答：解：（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下放开拖着纸带的小车，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
故选D．
（2）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=
mMg
m+M

当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力；
（3）根据描点法作出图象，如图所示：

（4）从图象得到x=6cm时速度平方的值为0.15，故△Ek=
1
2
mv2=
1
2
×0.2×0.15J=0.015J；
拉力功为：W=mgh=0.026×9.8×0.06≈0.0153J；
故答案为：（1）D；（2）钩码的质量远远小于小车的质量；（3）如图所示；（4）0.0150，0.0153．
点评：本题考查了实验原理、误差来源、用图象法处理实验数据，特别是用图象法处理实验数据时要画直线，明确图线的函数表达式和物理意义．
练习册系列答案
相关题目
①某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：
a
平衡摩擦力
平衡摩擦力
b
钩码的重力远小于小车的总重力
钩码的重力远小于小车的总重力

②如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图．则打B点时的速度为
vB=
(△x1+△x2)
2T
vB=
(△x1+△x2)
2T
；要验证合外力的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，还要测出的物理量有
钩码的质量m，小车的质量M
钩码的质量m，小车的质量M
某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示，长木板放于水平桌面，用钩码的重力作为小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：
a：
适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力
适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力
；
b：
使钩码的质量远小于小车的质量
使钩码的质量远小于小车的质量
．
（1）某同学用DIS研究“机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
①图（b）的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是
乙、丙、甲
乙、丙、甲
（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
②根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论
在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒
．
（2）某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，如图（c）为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：
a
平衡摩擦力
平衡摩擦力

b
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量
（1）某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz．如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6 来表示各相邻两个计数点间的距离，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
9T2
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
9T2
（用符号写出表达式，不要求计算）与纸带上D点相对应的瞬时速度v=
1.19
1.19
 m/s．（答案要求保留3位有效数字）
（2）某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示．他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：a、
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
b、
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．

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