Question

【题目】利用图甲的装置探究“恒力做功与物体动能变化”的关系。小车的质量为M，钩码的质量为m，且不满足m<<M。打点计时器的电源是频率为f的交流电。

（1）实验中，把长木板右端垫高，在不挂钩码且_______的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。(填选项前的字母)

A.计时器不打点 B.计时器打点

（2）图乙是正确操作后得到的一条纸带。纸带上各点是打出的计时点，其中O点为打出的第一个点。小车发生的位移从纸带上计时点间的距离可以直接测出，利用下列测最值和题中已知条件能简单、准确完成实验的一项是______。(填选项前的字母)

A.OA、AD和EG的长度

B.BD、CF和EG的长度

C.OE、DE和EF的长度

D.AC、EG 和BF的长度

（3）若测得图乙中，，则实验需要验证的关系式为________。(用已知和测得物理量的符号表示)

Answer 1

【答案】 B C

【解析】（1）平衡摩擦力的方法是：把木板一段垫高，让小车滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力抵消了，此时应当让打点计时器打点，因为打点计时器也会有摩擦力，故选B；（2）根据某段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式进行分析。A、当知道OA、AD和EG的长度时，只有求得F点与BC的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力做功，故A不符合；B、当知道BD、CF和EG的长度时，可分别求得C点和F点的瞬时速度，从而求得C到F点的动能变化，因知道CF间距，则可求得重力做功，但不是最简单的方法，故B不符合；当知道OE、DE和EF的长度，依据DE和EF的长度，可求得E点的瞬时速度，从而求得O点到E点动能的变化，再由OE确定重力做功，因O点速度为0，故只需要测E点的速度即可，故这种方法更简单，故C符合；当知道AC、EG和BF的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，因知道BF间距，则可求得重力势做功，但不是最简单的方法，故D不符合；故选C.（3）根据平均速度的推论得：F点的速度为，则动能的变化量为，钩码重力做的功为，根据动能定理得：，即要验证的关系式为.