Question

（1）圖示1為兩種不同直徑車輪（顏色不同），裝有不同數(shù)量的木塊（每個木塊的質(zhì)量相同）從不同高度釋放的小車．當(dāng)一個探究小組希望檢驗這樣一個猜想：從同一高度沿斜面滑下的相同小車，裝載物體的質(zhì)量越大，到達斜面底部的速度越快．你認為應(yīng)該選用圖中的哪三種情況進行比較

 

；若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時，應(yīng)該選擇圖中哪三種情況進行比較

 

  
（以上兩空均選填下列答案番號）
A．①⑤⑧B．②⑤⑨
C．③⑥⑨D．④⑤⑥
E．③⑤⑦F．①④⑦
（2）某實驗小組采用如圖2所示的裝置探究“動能定理”，實驗中將細線拉力近似看為小車受到的合外力，小車上可裝載砝碼．實驗中小車碰到制動裝置時，細線上懸掛的鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50Hz．請解答下列問題：
①當(dāng)小車沿木板滑行的過程中，除細繩的拉力對小車做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差．你的解決辦法是：

 

②如圖3是鉤碼質(zhì)量為0 03kg，小車中所載砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，下表1中已測量出各計數(shù)點到0的距離、以及各計數(shù)點的瞬時速度v，請將計數(shù)點C的結(jié)果補充填在答題卡上相應(yīng)的位置．
表1   紙帶的測量結(jié)果

測量點	g/cm	v/m．s-1
O	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

③實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖4中的速度平方的變化與位移的圖線（其中△V²=V_t²-V₀²）根據(jù)該圖線的分析，你獲得的結(jié)論是：

 

．
要驗證“動能定理”，還需測量的物理量是

 

．若實驗時電網(wǎng)中交變電流的頻率小于50Hz．但該同學(xué)并不知道，那么實驗測得的小車速度的測量值與實際值相比

 

（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)控制變量法的思路，去分析解決，控制滑下的是相同直徑的小車和斜面傾斜程度不變，來改變裝載物體的質(zhì)量，從而研究裝載物體的質(zhì)量越大和到達斜面底部的速度越快的關(guān)系；若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時，則要控制小車質(zhì)量不變，改變高度從而研究速度與釋放的高度關(guān)系．
（2）①本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，具體實驗時注意兩點，一是鉤碼質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，二是要平衡摩擦力；②注意讀數(shù)時要進行估讀，由于小車做勻變速直線運動，根據(jù)時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出各點速度大�。虎鄹鶕�(jù)動能定理Fs=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

，可得出△v²-s的關(guān)系，從而圖線的形狀，根據(jù)功能關(guān)系可知，測量出物體質(zhì)量即可，根據(jù)頻率和周期之間的關(guān)系以及加速度的計算公式可正確求解．

解答：解：（1）實驗中要驗證從斜面滑下的小車，裝載物體的質(zhì)量越大和到達斜面底部的速度這兩個量之間的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，所以應(yīng)選高度相同、車輪相同的情況下進行比較，來改變裝載物體的質(zhì)量的多少，從而判斷裝載物體的質(zhì)量越大和到達斜面底部的速度這兩個量之間的關(guān)系，故選D；
 同理，若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時，則要控制小車質(zhì)量不變，通過改變高度來進行研究，故選E．
故答案為：D，E．
（2）①本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力，要使拉力近似等于合力，可將長木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因為中間還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力．
故答案為：傾斜木板知道小車做勻速運動．
②根據(jù)刻度尺的讀數(shù)可知，S_C=5.06cm；
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出C點是速度為：
vc=

xBD

t

=0.49m/s
故答案為：5.06（5.05～5.15）；0.49（0.49～0.51）．
③根據(jù)動能定理Fs=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

，可得出△v²-s的關(guān)系為：速度平方的變化與位移成正比．
根據(jù)功能關(guān)系可知測量出小車的質(zhì)量即可驗證“動能定理”；如果在某次實驗中，交流電的頻率f＜50Hz，那么實際打點周期變大，根據(jù)運動學(xué)公式△x=at²得：真實的加速度值就會偏小，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大．
故答案為：速度平方的變化與位移成正比，小車質(zhì)量，偏大．

點評：（1）用控制變量法探究物理問題時，一定要控制其它因素不變，才能得到正確的結(jié)論．
（2）通過實驗來探究物體的動能定理，可以將該實驗與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實驗進行類比學(xué)習(xí)，擴展思維，培養(yǎng)知識的綜合應(yīng)用能力．