用如图1所示装置做“验证动能定理的实验．实验中.小车碰到制动挡板时.钩码尚未到达地面．①为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力.以下操作必要的是AC．A．在未挂钩码时.将木板的右端垫高以平衡摩擦力B．在悬挂钩码后.将木板的右端垫高以平衡摩擦力C．调节木板左端定滑轮的高度.使牵引小车的细绳与木板平行D．所加钩码的质量尽� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验．实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面．

①为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是AC（选填选项前的字母）．
A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行
D．所加钩码的质量尽量大一些
②图2是某次实验中打出纸带的一部分．O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为0.36 m/s．
③甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带．他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v．图3是根据这些实验数据绘出的v²-s图象．已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s²，则由图象可知小车的质量为0.18kg（结果保留两位有效数字）．
④在钩码质量远小于小车质量的情况下，乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小．但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这一情况的原因可能是C（选填选项前的字母）．
A．滑轮的轴处有摩擦
B．小车释放时离打点计时器太近
C．长木板的右端垫起的高度过高
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力．

分析 ①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；
②根据平均速度等于瞬时速度求解；
③对整体，根据动能定理列式求出v²-s的表达式，结合图象的斜率求解；
④根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析即可．

解答解：①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，并且调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，故AC正确，BD错误；
故选：AC
②相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，则T=0.1s，${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1006-0.0286}{0.2}=0.36m/s$，
③根据动能定理得：$mgs=\frac{1}{2}（M+m+m′）{v}^{2}$，
则${v}^{2}=\frac{2mg}{M+m+m′}s$，
根据图象可知，斜率k=$\frac{0.20}{0.2}=1$，则$\frac{2mg}{M+m+m′}=1$，
解得：M=0.18kg
④多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，则可能长木板的右端垫起的高度过高，有一部分重力势能转化为动能，若滑轮的轴处有摩擦，则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些，小车释放时离打点计时器太近，拉力做的功和小车动能变化量相等，在钩码质量远小于小车质量的情况下，绳子的拉力等于钩码的重力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功，故C正确．
故选：C
故答案为：①AC；②0.36；③0.18；④C

点评明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习．

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3．

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18．

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