题目

题型：不详难度：来源：

（1）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验，图34-1为实验装置简图．
①他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列哪二项说法是正确的：______
A．要平衡摩擦力B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力D．小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系，在①的基础上，某同学用天平称量小车的总质量M．用弹簧秤称出钩码的总重力G．让钩码带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v₁与v₂（v₁＜v₂）．则本实验最终要验证的数学表达式为______．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
（2）①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图3所示，则应选______纸带好．

在实验中若所用重物的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s²，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图4所示，把第一个点记作O，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm．
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J（取三位有效数字）．
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量______于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由______、______．

答案

（1）①根据实验原理我们知道，为了让砝码的重力更加接近为小车的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力，故BD错误，AC正确．
故选AC．
②本实验需要验证的是重力势能的减小量是否等于动能的增加量，因此需要验证的表达式为：GL=

1

2

M

v

22

-

1

2

M

v

21

．
故答案为：：GL=

1

2

M

v

22

-

1

2

M

v

21

．
（2）①打点计时器每隔0.02s打一个点，因此开始两点之间的距离接近于：h=

1

2

gt2=2mm，据此可知选择纸带甲最好．
故答案为：甲．
②重力势能的减小量为：mgh_OC=7.62J
C点的速度为：vC=

sBD

0.02×2

=

0.8573-0.7018

0.04

=3.8875m/s
C点时的动能为：EK=

1

2

m

v

2C

=7.56J
故答案为：7.62，7.56．
③由于重物下落过程中存在空气阻力，重物克服阻力做功消耗能量，因此△E_p 略大于△E_k．
故答案为：大，由于空气的阻力，纸带与打点计时器之间有摩擦．