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【题目】用如图1所示装置探究钩码和小车(含砝码)组成的系统的“功能关系”实验中,小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面。

1)平衡摩擦力时,______(填“要”或“不要”)挂上钩码。

2)如图2是某次实验中打出纸带的一部分。OABC4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出,所用交流电源的频率为50Hz.通过测量,可知打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s

3)某同学经过认真、规范的操作,得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为O,再依次在纸带上取等时间间隔的123456等多个计数点,可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v。如图3是根据这些实验数据绘出的v2-s图象。已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg,小车中砝码的总质量为0.100kg,取重力加速度g=9.8m/s2,根据功能关系由图象可知小车的质量为______kg.(结果保留两位有效数字)

4)研究实验数据发现,钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量,其原因可能是______

A.钩码的重力大于细线的拉力

B.在接通电源的同时释放了小车

C.未完全平衡摩擦力

D.交流电源的实际频率大于50Hz

【答案】不要 0.36 0.18 CD

【解析】

1[1]小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,所以在平衡摩擦力时,不挂钩码,但要连接纸带,

2[2]相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出,计数点间的时间间隔为:

t=0.02×5=0.1s

B点的速度为:

vB===0.36m/s

3[3]对系统,由动能定理得:

mgx=M+m+mv2

整理得:

v2=x

v2-x图象的斜率:

k===1

解得:

M=0.18kg

4[4]A.钩码的重力大于拉力,钩码做匀加速运动,不影响拉力做功,故A错误;

B.接通电源的同时释放了小车,只会使得纸带上一部分点不稳定,故B错误;

C.长木板的右端垫起的高度过低,未完全平衡摩擦力时,则摩擦力做负功,会减小系统的机械能,故C正确;

D.交流电源的实际频率大于50Hz,所用的时间为0.02s,比真实的时间间隔大,则代入速度公式中求出来的速度偏小,则动能偏小,故D正确。

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