Question

【题目】某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m。

（1）在实验中，下列说法正确的有 （填序号）

A．应先释放小车，再接通电源

B．细线应与木板平行

C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，细线的拉力即为做功的合外力

（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放小车时纸带上打出的第一个点。相邻两个计数点之间的时间间隔为T。若用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式是： 。（用所测量物理量的符号表示）

（3）用B、F间的数据求小车的加速度，加速度a= 。

（4）若本实验的研究对象为小车，则还需满足条件是 。

（5）本实验装置还可用于 实验。（说出一个实验名称即可）

Answer 1

【答案】（1）BC

（2）

（3）

（4）

（5）探究小车的速度随时间的变化规律；探究加速度与合外力和质量的关系；验证机械能守恒定律等等

【解析】

试题分析：（1）应先接通电源待打点稳定后在释放小车，故A错误；应调节长木板末端定滑轮高度使细线与长木板平行，保证小车所受的合力等于细线的拉力，故B正确；实验开始前已经平衡了摩擦力，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确；对于M、m组成的系统，m的重力才是做功的合外力，故D错误。所以BC正确，AD错误。

（2）根据匀变速直线运动规律，D点的瞬时速度等于CE之间的平均速度，所以,从O到D之间合外力做功：，动能的增加量：,故需要验证的是：。

（3）根据匀变速直线运动规律,可得：

（4）若研究对象为小车，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：mg=（m+M）a，解得： ，以M为研究对象，得绳子的拉力为： ,显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，故需满足．

（5）本实验还可以探究小车的速度随时间的变化规律；探究加速度与合外力和质量的关系；验证机械能守恒定律等等。