Question

【題目】某同學(xué)為探究小車(chē)動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上，用細(xì)繩繞過(guò)定滑輪及輕質(zhì)動(dòng)滑輪將小車(chē)與測(cè)力傳感器連起來(lái)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，記錄測(cè)力傳感器的示數(shù)F，并利用紙帶計(jì)算出小車(chē)對(duì)應(yīng)的速度。

(1)實(shí)驗(yàn)中為使細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力為小車(chē)受到的合外力，下列的做法正確的是_______。

A．鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量

B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小車(chē)和長(zhǎng)木板右端定滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板始終保持平行

C．小車(chē)不連細(xì)繩時(shí)，反復(fù)調(diào)整木板傾角，直到紙帶上打下的點(diǎn)分布均勻

(2)實(shí)驗(yàn)小組按照規(guī)范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d間的時(shí)間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，測(cè)力傳感器的示數(shù)為F，小車(chē)質(zhì)量為M，以小車(chē)為研究對(duì)象，那么從b到c過(guò)程中細(xì)繩拉力對(duì)小車(chē)做的功W=___________，小車(chē)動(dòng)能的變化量ΔEK=________。

(3)按正確操作，使細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力為小車(chē)的合外力，保證小車(chē)的質(zhì)量M不變，在鉤碼個(gè)數(shù)不同的情況下，計(jì)算出不同紙帶上打任意兩點(diǎn)AB時(shí)小車(chē)的速度vA、vB，算出Δv2（Δv2=vB2-vA2），根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出Δv2與外力對(duì)小車(chē)在AB兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)所做的功W（W=FsAB）的關(guān)系圖像，下列圖像中最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是________；若圖像的斜率為k，則小車(chē)的質(zhì)量M=_________。

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】BC Fs2 A

【解析】

(1)[1]A．小車(chē)所受的拉力可由測(cè)力傳感器直接測(cè)出，鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要使小車(chē)和長(zhǎng)木板右端定滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板始終保持平行，平衡摩擦力，故B正確；

C．小車(chē)不連細(xì)繩時(shí)，紙帶上打下的點(diǎn)分布均勻，說(shuō)明摩擦力與重力沿木板向下的分力平衡，細(xì)繩的拉力是小車(chē)的合外力，故C正確。

故選BC。

(2)[2][3]對(duì)bc段進(jìn)行研究，則細(xì)繩拉力對(duì)小車(chē)做的功

利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論得

小車(chē)動(dòng)能的增加量

(3)[4][5]摩擦力已經(jīng)平衡，細(xì)繩拉力對(duì)小車(chē)做的功是小車(chē)合外力做的功W，則有

解得

即應(yīng)與W成正比，故BCD錯(cuò)誤，A正確。

故選A。

圖像的斜率為k，則小車(chē)的質(zhì)量