Question

實(shí)驗(yàn)題 用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．

（1）完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：

（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源， （選填“靜止釋放”或“輕輕推動(dòng)”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．

（ii）如果打出的紙帶如圖所示，則應(yīng) （選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡 ，平衡摩擦力才完成．

（2）如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)（每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），其中L1=3．07cm, L2=12．38cm, L3=27．87cm, L4=49．62cm。則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為 m/s，小車的加速度是 m/s2。（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（3）用該實(shí)驗(yàn)裝置來探究“恒力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系”，假設(shè)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶仍如（2）中圖所示，且已知：砂桶質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，B計(jì)數(shù)點(diǎn)速度為VB，D計(jì)數(shù)點(diǎn)速度為VD，BD之間的距離為L，重力加速度為g，請根據(jù)已知的這些條件，用字母寫出本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的表達(dá)式為 _______________________________________.

（4）用圖示裝置做《探究做功與物體速度變化關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)時(shí)(重力加速度g取10m/s2)，下列說法正確的是：

A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值

B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值

C．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度

D．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度

E．該實(shí)驗(yàn)操作前必須要平衡小車受到的摩擦力

 

Answer 1

（1）（i）輕輕推動(dòng)（ii）減小、間隔均勻（2），（3）（4）ACE

【解析】

試題分析：（1）（i）平衡摩擦力時(shí)，取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕輕推動(dòng)小車，若小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡．

（ii）從紙帶上看出，相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大，知小車做加速運(yùn)動(dòng)，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（2）每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，小車通過C點(diǎn)的速度．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度的大小，得：，，為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個(gè)加速度取平均值

得：，解得：．

(3)需要驗(yàn)證

（4）我們用橡皮筋拉動(dòng)小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時(shí)，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對小車做的功的n倍，所以每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必需要保持一致，故A正確，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中我們要知道小車獲得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以應(yīng)該對應(yīng)紙帶上點(diǎn)跡均勻勻速運(yùn)動(dòng)的部分計(jì)算速度．故C正確，D錯(cuò)誤；為了保證小車的動(dòng)能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當(dāng)?shù)膬A斜，故E正確；

考點(diǎn)：驗(yàn)證牛頓第二定律，《探究做功與物體速度變化關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)