Question

【题目】某同学为探究小车动能变化与合外力做功的关系，设计了如图1所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用细绳绕过定滑轮及轻质动滑轮将小车与测力传感器连起来。实验时，改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录测力传感器的示数F，并利用纸带计算出小车对应的速度。

(1)实验中为使细绳对小车的拉力为小车受到的合外力，下列的做法正确的是_______。

A．钩码的质量要远小于小车质量

B．实验过程中，小车和长木板右端定滑轮间的细绳与长木板始终保持平行

C．小车不连细绳时，反复调整木板倾角，直到纸带上打下的点分布均匀

(2)实验小组按照规范操作打出的纸带如图2所示，已知相邻计数点a、b、c、d间的时间间隔为T，间距分别为s1、s2、s3，测力传感器的示数为F，小车质量为M，以小车为研究对象，那么从b到c过程中细绳拉力对小车做的功W=___________，小车动能的变化量ΔEK=________。

(3)按正确操作，使细绳对小车的拉力为小车的合外力，保证小车的质量M不变，在钩码个数不同的情况下，计算出不同纸带上打任意两点AB时小车的速度vA、vB，算出Δv2（Δv2=vB2-vA2），根据实验数据绘出Δv2与外力对小车在AB两点间运动所做的功W（W=FsAB）的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是________；若图像的斜率为k，则小车的质量M=_________。

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】BC Fs2 A

【解析】

(1)[1]A．小车所受的拉力可由测力传感器直接测出，钩码的质量不需要远小于小车的质量，故A错误；

B．实验过程中，要使小车和长木板右端定滑轮间的细绳与长木板始终保持平行，平衡摩擦力，故B正确；

C．小车不连细绳时，纸带上打下的点分布均匀，说明摩擦力与重力沿木板向下的分力平衡，细绳的拉力是小车的合外力，故C正确。

故选BC。

(2)[2][3]对bc段进行研究，则细绳拉力对小车做的功

利用匀变速直线运动的推论得

小车动能的增加量

(3)[4][5]摩擦力已经平衡，细绳拉力对小车做的功是小车合外力做的功W，则有

解得

即应与W成正比，故BCD错误，A正确。

故选A。

图像的斜率为k，则小车的质量