Question

实验题 用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律．

（1）完成平衡摩擦力的相关内容：

（i）取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源， （选填“静止释放”或“轻轻推动”）小车，让小车拖着纸带运动．

（ii）如果打出的纸带如图所示，则应 （选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹 ，平衡摩擦力才完成．

（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是计数点（每打5个点取一个计数点），其中L1=3．07cm, L2=12．38cm, L3=27．87cm, L4=49．62cm。则打C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度是 m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）

（3）用该实验装置来探究“恒力做功与动能变化之间的关系”，假设实验得到的纸带仍如（2）中图所示，且已知：砂桶质量为m，小车质量为M，B计数点速度为VB，D计数点速度为VD，BD之间的距离为L，重力加速度为g，请根据已知的这些条件，用字母写出本实验最终要验证的表达式为 _______________________________________.

（4）用图示装置做《探究做功与物体速度变化关系》的实验时(重力加速度g取10m/s2)，下列说法正确的是：

A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值

B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值

C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

E．该实验操作前必须要平衡小车受到的摩擦力

 

Answer 1

（1）（i）轻轻推动（ii）减小、间隔均匀（2），（3）（4）ACE

【解析】

试题分析：（1）（i）平衡摩擦力时，取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻轻推动小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡．

（ii）从纸带上看出，相等时间内位移越来越大，知小车做加速运动，需减小木板的倾角，直至小车做匀速直线运动，当纸带上打出的点迹间隔均匀，说明小车做匀速直线运动．

（2）每打5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，小车通过C点的速度．根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得：，，为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值

得：，解得：．

(3)需要验证

（4）我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，故A正确，B错误；实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度．故C正确，D错误；为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故E正确；

考点：验证牛顿第二定律，《探究做功与物体速度变化关系》的实验