Question

如图甲为“验证动能定理”的实验装置．钩码质量为m，小车和砝码的总质量M=300g．实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小．实验主要过程如下：

①装实验装置；
②分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度；
③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功，判断两者是否相等
（1）以下关于该实验的说法中正确的是

 

．
A、调整滑轮高度使细绳与木板平行  
B、为消除阻力的影响，应使木板右端适当倾斜
C、在质量为10g、50g、80g的三种钩码中，挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理
D、先释放小车，然后接通电源，打一条纸带
（2）在多次重复试验得到的纸带中选择点迹清晰的一条，测量如图乙，打点周期为T，当地重力加速度为g．用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式

 

．
（3）写出两条引起实验误差的原因：

 

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法．
由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题．

解答：解：（1）A、调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让拉力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差．故A正确．
B、将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故B正确．
C、本实验要求钩码的质量要远远小于车的质量，越小越好，故在质量为10g、50g、80g的三种钩码中，挑选质量为10g的钩码挂在挂钩P上最为合理，故C错误．
D、实验时，先接通电源，然后释放小车，打一条纸带，故D错误．
故选：AB．
（2）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，
则A点的速度v_A=

xA

2T

，B点的速度v_B=

xB

2T

，
由动能定理得：mgx_AB=

1

2

Mv_B²-

1

2

Mv_A²=

1

2

M（

xB2-xA2

4T2

）=

M(xB2-xA2)

8T2

，
则实验最终要验证的数学表达式为：mgxAB=

M(xB2-xA2)

8T2

（3）本实验引起误差的因素有：长度测量的误差；用mg代替绳子的拉力等．

故答案为：
（1）AB；
（2）mgxAB=

M(xB2-xA2)

8T2

；
（3）长度测量的误差；用mg代替绳子的拉力等．

点评：注意动能定理中功是总功或合力做的功的含义，及平衡摩擦力的用意．正确解答这些问题的关键是明确实验原理，提高应用基本物理规律解决实验问题的能力．