题目内容

【题目】某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图所示.

①若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些
②实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个(填字母代号)
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③平衡摩擦后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车的速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:
④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的(填字母代号).
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力.

【答案】刻度尺、天平(包括砝码);D;可在小车上加适量的砝码;CD
【解析】解:①根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量,通过研究纸带来研究小车的速度,利用天平测量小车的质量,利用砝码的重力代替小车的合外力,所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量,即还需要刻度尺,天平(包括砝码).

②实验过程中,为减少误差,提高实验的精确度,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,目的是消除摩擦带来的误差,即平衡摩擦力后,使细绳的拉力等于小车的合力,ABC不符合题意,D符合题意.

故答案为:D.

③平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,即小车的加速度大,所以应减少小车的加速度,当小车的合力一定的情况下,据牛顿第二定律可知,适当增大小车的质量,即在小车上加适量的砝码.

④他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,从功能关系看出:该实验一定有转化为内能的,即试验 中有存在摩擦力没有被平衡掉;还有该实验要求,只有当小车的质量远大于砝码的质量时,小车的拉力才近似等于砝码的重力,故AB错误,CD正确.

故答案为:CD

故答案为:①刻度尺、天平(包括砝码);②D;③可在小车上加适量的砝码; ④CD

根据实验原理动能定理分析需要测质量和速度,速度用打点计时器转化为测长度即可。本实验的误差主要来源于绳子的拉力不等于小车的合外力,为减少误差,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,平衡摩擦力。

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