某同學用圖*所示裝置探究“恆力做功與動能變化的關係”．實驗中砂和砂桶的總質量為m=10g，小車和砝碼的總質量為...

問題詳情：

某同學用圖*所示裝置探究“恆力做功與動能變化的關係”．實驗中砂和砂桶的總質量為m=10g，小車和砝碼的總質量為M=200g．

（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等於小車所受的合外力，先調節長木板上滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行平衡摩擦力的*作，下列*作正確的是________ ． 

A．將長木板水平放置，調節砂和砂桶的總質量為m的大小，輕推小車，讓小車做勻速運動．

B．將長木板沒有滑輪的一端墊起適當的高度，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動．

（2）在實驗中，當m_______M（填“>>”或“=”或“<<”）時，可以認為繩子拉力等於砂和砂桶的重力．

（3）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為50 Hz．首先用刻度尺進行相關長度的測量，其中CE段的測量情況如圖*所示，由圖可知CE段的長度為________cm，打點計時器打下D點時的速度為___________m/s，此時小車的動能為___________J．用此方法可以求出打下各計數點時小車的動能．

從C到E恆力對小車做的功為_________J，（該結果要求保留3位有效數字），把此值與C到E動能變化量進行比較即可得到實驗結論．

（4）實驗中發現恆力做功始終比動能增量略小，可能原因是___________．

A．平衡摩擦力時斜面傾斜過度造成

B．平衡摩擦力時斜面傾斜不夠造成

C．砂與砂桶重力當成繩子拉力造成

【回答】

B,    <<,    10.60,    0.53,    0.028,    1.04×10-2    A   

【解析】

（1）平衡摩擦力時，需使小車的重力與摩擦力平衡，則*作正確的是：將長木板沒有滑輪的一端墊起適當的高度，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動．故選B；

（2）以整體為對象： ，則小車的加速度為：

當 可以近似認為 

即 

若要認為繩子拉力等於砂和砂桶的重力，則必須滿足條件

（3）根據刻度尺的讀數原則可知長度為10.60cm  ，相鄰兩個計數點之間的時間間隔為 ，根據中點時刻的速度等於平均速度可知：

則小車的動能為 

從C到E恆力對小車做的功為 

（4）當平衡摩擦力時斜面傾斜過度時，此時小車受到合外力實際比mg大，所以合外力做的功也就大於動能的增加量，故選A

本題*是：(1). B    (2). <<      (3). 10.60    ； 0.53  ； 0.028    ；1.04×10-2      (4). A

知識點：動能和動能定律

題型：實驗,探究題