Question

在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用 了如图甲所示的实验装置。

(1)实验时，该同学用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验 误差，你认为应该采取的措施是一―。（填选项前的字母）

A保证钩码的质量远小于小车的质量

B选取打点计时器所打的第1点与第2点打点计时器，小车与细线间的距离约为2mm的纸带来处理数据

C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D.必须先接通电源再释放小车

 (2）如图乙所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计 数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相关计数点间的距离已在图中标出，测出小 车的质量为M，钩码的总质量为m。从打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功是―一一一一 一一——一一—一，小车动能的增量是—一一——一 (用题中和图中的物理量符号表示〉。

图乙

Answer 1

【答案】（1）AC        （2）mgs；

【命题立意】本题旨在考查探究功与速度变化的关系。

【解析】（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：

F=Ma ①钩码有：mg-F=ma ②F=
由此可知当M＞＞m时，够码的重力等于绳子的拉力即为小车是合外力，故适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力，使钩码的质量远小于小车的质量，故选：AC。
（2）根据做功表达式，恒力做功为WF=FxAB；而B点的瞬时速度为vB=，

则E点的瞬时速度为vE=；
根据动能的变化量△Ek=EkE-EkB=；
这种做法的优点是：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；

【易错警示】（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用钩码的重力表示小车受到的合外力，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量。（2）根据功的表达式，可求得恒力做功，再利用匀变速运动的推论：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可测量A点和B点的速度，从而得到动能的变化量。这种做法可减小测量的误差，但不能多次测量求平均值。要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理，围绕实验原理，明确实验目的，根据相应的物理规律可知需要测量的物理量及实验时的注意事项。