Question

【题目】某实验小组用如图甲所示的实验装置和实验器材做“探究动能定理”实验，在实验中，该小组同学把沙和沙桶的总重力当做小车受到的合外力。

（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是________（填序号）；

A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作

B．实验操作时要先放小车，后接通电源

C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点越近越好

（2）如图乙为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“动能定理”，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，图中已表明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，请你要把探究的结果用体重给出的字母表达出来____________。

（3）本实验中将沙桶的重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，可能是下列哪些原因造成的________（填序号）。

A．小车释放时离打点计时器太远

B．沙和沙桶的总质量没远小于小车的质量

C．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测量距离

D．平衡摩擦力不够

Answer 1

【答案】 （1）A； （2）； （3）BD；

【解析】（1）实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确．实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故B错误．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大，故C错误．故选A．
（2）由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．
（3）小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．由得：vA＝，vB＝，所以小车动能的改变量为△EK＝MvB2MvA2=；本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx＝；

（4）他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有转化为内能的，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，故AC错误，BD正确．故选BD．