Question

【題目】圖甲為某同學(xué)探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖．一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在桌面上，木 板上的小車右端通過細(xì)線跨過定滑輪與托盤相連，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與小車左端相連，將車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置由靜止釋放，每次托盤下落高度一定，木板足夠長(zhǎng)，小車沒有碰到右側(cè)滑輪（小車在碰到右側(cè)滑輪之前，托盤就著地了）．將小車中的砝碼依次移至托盤中，釋放托盤，多次實(shí)驗(yàn)打下紙帶．實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量為M，托盤質(zhì)量為m0，每個(gè)砝碼的質(zhì)量也為m0，所有砝碼與托盤的總質(zhì)量為m，且滿足M>>m，托盤下落的高度為h，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g．

(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)操作中先將長(zhǎng)木板放置在水平桌面上，接下來再進(jìn)行一項(xiàng)調(diào)節(jié)是_______

A.將長(zhǎng)木板一端墊高，釋放空托盤讓其拖動(dòng)小車?yán)�著紙帶并打點(diǎn)，然后利用紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

B.將長(zhǎng)木板一端墊高，撤除拉線，用手撥動(dòng)小車后讓其拉著紙帶運(yùn)動(dòng)并打點(diǎn)，判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

C.將長(zhǎng)木板一端墊高，撤除拉線，讓小車白行下滑拉著紙帶并打點(diǎn)，然后判斷小車是否做勻加速運(yùn)動(dòng)

D.每移動(dòng)一次砝碼，小車對(duì)木板的壓力都不同，導(dǎo)致摩擦力不同，所以都應(yīng)平衡一次摩擦力

(2)實(shí)驗(yàn)中，用不同數(shù)目的砝碼，拉動(dòng)小車拖動(dòng)紙帶，打出紙帶，利用紙帶的測(cè)量數(shù)據(jù)來進(jìn)行研究，上面圖乙是一條實(shí)驗(yàn)紙帶，O為初始點(diǎn)，紙帶上的點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的原始點(diǎn)，則對(duì)紙帶上的數(shù)據(jù)處理正確的是________

A．選取OA間距，求OA間的平均速度

B．選取DE間距，求DE間的平均速度

C．選取DG間距，求DG間的平均速度

D．選取AG間距，求AG間的平均速度

(3)實(shí)驗(yàn)對(duì)多次做功的定量記錄和對(duì)紙帶的分析，多次實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系．在數(shù)據(jù)處理時(shí)采用了圖像法處理，縱軸為小車最大速度的υ2，橫軸為n，托盤中的砝碼個(gè)數(shù)n碼=n-1，得到圖丙，圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，說明了做功與速度變化的關(guān)系是：_______________．

(4)此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在滿足機(jī)械能守恒的情況下，圖中的圖線斜率的表達(dá)式：k=________。

Answer 1

【答案】 B C 合外力的功與速度的平方成正比

【解析】（1）由于小車在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)不可避免地受到摩擦力，為了平衡摩擦力，所以要把左端墊高一點(diǎn)，當(dāng)Mgsinθ=μMgcosθ時(shí)，可以等效為不受摩擦力．實(shí)際操作時(shí)用手撥動(dòng)小車后讓其拉著紙帶運(yùn)動(dòng)并打點(diǎn)，判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．所以選B.
（2）因?yàn)槭翘骄抗εc速度變化關(guān)系，所以必須求出末速度，而末速度是用平均速度代替的，在能夠計(jì)算速度且使誤差盡量減小的情況下，時(shí)間越短，誤差越小，所以只能選DG段，求平均速度從而代替末速度，況且DG段點(diǎn)跡均勻說明已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)，所以選C
（3）對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言，變化n系統(tǒng)質(zhì)量未變，但改變了合外力，合外力的變化與n成正比，故可得：合外力的功與速度的平方成正比．
（4）由機(jī)械能守恒律可得：〔(n1)+1〕m0gh＝ (M+m)v2，整理得： ，故v2--n圖象的斜率為k= ．