Question

某實驗小組用圖所示的裝置來“探究合外力對物體做功與物體動能變化的關系”：
（1）該實驗小組的同學在選好器材并安裝好后，他們進行了如下的一些操作或步驟，其中需要且正確的是

 

A．利用天平測出小車的質(zhì)量為200g和一組鉤碼的質(zhì)量：5g、10g、40g、50g；
B．平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，用小墊塊調(diào)整木板左端的高度，接通打點計時器的電源，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列間隔均勻的點；
C．他們挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤上，打開電磁打點計時器的電源，釋放小車，打出一條紙帶；
D．再在小車里放上30g的砝碼，接著該組同學又重復了步驟B、C一次．
（2）比較（1）問中的兩次實驗得到的紙帶，他們選取第二次（即步驟D）得到的紙帶．經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：
①第一個點到第N個點的距離為40.0cm，
②打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s．該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，取g=10m/s²，則拉力對小車做的功為

 

 J，小車和小車中砝碼的動能增量為

 

 J．

Answer 1

分析：（1）用勾碼的重力表示拉力，要平衡摩擦力，同時要保證小車的質(zhì)量遠大于勾碼的質(zhì)量；
（2）將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，則拉力對小車做的功為mgS；小車和小車中砝碼的動能增量為

1

2

Mv2．

解答：解：（1）A、實驗要驗證動能定理，即：FS=

1

2

Mv2
用勾碼的重力表示拉力，即F≈mg
故要驗證：mgS=

1

2

Mv2，需要測量小車質(zhì)量和勾碼質(zhì)量，故A正確；
B、用勾碼的重力表示拉力，要平衡摩擦力，故B正確；
C、勾碼加速下降，是失重，只有當小車的質(zhì)量遠大于勾碼的質(zhì)量時，拉力才等于勾碼的重力；
挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼，不滿足小車的質(zhì)量遠大于勾碼的質(zhì)量，故C錯誤；
D、應該換用不同的勾碼重復實驗，故D錯誤；
故選：AB．
（2）將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，則拉力對小車做的功為：W=mgS=0.05×10×0.4J=0.2J；
小車和小車中砝碼的動能增量為：E_k=

1

2

(M+m)v2=

1

2

×(0.2+0.03)×12=0.115J．
故答案為：（1）AB； （2）0.20J，0.115J．

點評：本題關鍵明確實驗原理和誤差來源，當用勾碼的重力表示小車受到的合力時，必須要保證小車的質(zhì)量遠大于砝碼的質(zhì)量，同時要平衡摩擦力．