题目内容
【题目】在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某学习小组在实验室组装了如图甲所示的装置，他们选用的砝码质量为m，称得小车的质量为M，把纸带连在小车上，细线跨过滑轮并挂上砝码，让小车处于静止状态。请回答下列问题∶
(1)要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应___________（填“远大于”“近似等于”或“远小于”）小车的质量；
(2)要让细线的拉力近似等于小车的合力，实验前________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
(3)接通打点计时器电源，释放小车，让砝码带动小车加速运动，打点计时器打出一条如图乙所示的一条纸带，0点为起始点，相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g；从0点到第7点，细线拉力对小车做的功为__________J；打第7点时小车速度为__________m/s；（用题中所给的表示数据的字母表示）
(4)若遵循(1)(2)步骤进行某次实验，得到以拉力做功W为纵坐标，以速度的平方v2为横坐标的W-v2图像如图丙所示，则图像不经过原点主要原因是____________________。
【答案】远小于 需要 mg（x1+x2+x3） 
操作失误，先释放小车，后打开电源
【解析】
(1)[1]以整体为研究对象，根据牛顿第二定律则有
解得
以
为研究对象有绳子的拉力为
显然要有
，必有
，故有
即要让砝码的重力近似等于小车的拉力，砝码的质量应远小于小车的质量；
(2)[2]为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力；
(3)[3]在打计数点0到7的过程中，细线拉力对小车做的功为
[4]根据中点时刻的速度等于平均速度，打第7点时小车速度为
(4)[5]根据动能定理则有
拉力做功
时，则有
则图像不经过原点主要原因是打点计时器打点时，小车已经运动，即操作失误，先释放小车，后打开电源。
