Question

（1）圖示1為兩種不同直徑車輪（顏色不同），裝有不同數(shù)量的木塊（每個(gè)木塊的質(zhì)量相同）從不同高度釋放的小車．當(dāng)一個(gè)探究小組希望檢驗(yàn)這樣一個(gè)猜想：從同一高度沿斜面滑下的相同小車，裝載物體的質(zhì)量越大，到達(dá)斜面底部的速度越快．你認(rèn)為應(yīng)該選用圖中的哪三種情況進(jìn)行比較

 

；若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時(shí)，應(yīng)該選擇圖中哪三種情況進(jìn)行比較

 

  
（以上兩空均選填下列答案番號(hào)）
A．①⑤⑧B．②⑤⑨
C．③⑥⑨D．④⑤⑥
E．③⑤⑦F．①④⑦
（2）某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖2所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，實(shí)驗(yàn)中將細(xì)線拉力近似看為小車受到的合外力，小車上可裝載砝碼．實(shí)驗(yàn)中小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，細(xì)線上懸掛的鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz．請(qǐng)解答下列問題：
①當(dāng)小車沿木板滑行的過程中，除細(xì)繩的拉力對(duì)小車做功以外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差．你的解決辦法是：

 

②如圖3是鉤碼質(zhì)量為0 03kg，小車中所載砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，下表1中已測(cè)量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離、以及各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將計(jì)數(shù)點(diǎn)C的結(jié)果補(bǔ)充填在答題卡上相應(yīng)的位置．
表1   紙帶的測(cè)量結(jié)果

測(cè)量點(diǎn)	g/cm	v/m．s-1
O	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

③實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖4中的速度平方的變化與位移的圖線（其中△V²=V_t²-V₀²）根據(jù)該圖線的分析，你獲得的結(jié)論是：

 

．
要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需測(cè)量的物理量是

 

．若實(shí)驗(yàn)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率小于50Hz．但該同學(xué)并不知道，那么實(shí)驗(yàn)測(cè)得的小車速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比

 

（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)控制變量法的思路，去分析解決，控制滑下的是相同直徑的小車和斜面傾斜程度不變，來改變裝載物體的質(zhì)量，從而研究裝載物體的質(zhì)量越大和到達(dá)斜面底部的速度越快的關(guān)系；若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時(shí)，則要控制小車質(zhì)量不變，改變高度從而研究速度與釋放的高度關(guān)系．
（2）①本實(shí)驗(yàn)要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，具體實(shí)驗(yàn)時(shí)注意兩點(diǎn)，一是鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，二是要平衡摩擦力；②注意讀數(shù)時(shí)要進(jìn)行估讀，由于小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出各點(diǎn)速度大小；③根據(jù)動(dòng)能定理Fs=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

，可得出△v²-s的關(guān)系，從而圖線的形狀，根據(jù)功能關(guān)系可知，測(cè)量出物體質(zhì)量即可，根據(jù)頻率和周期之間的關(guān)系以及加速度的計(jì)算公式可正確求解．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證從斜面滑下的小車，裝載物體的質(zhì)量越大和到達(dá)斜面底部的速度這兩個(gè)量之間的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，所以應(yīng)選高度相同、車輪相同的情況下進(jìn)行比較，來改變裝載物體的質(zhì)量的多少，從而判斷裝載物體的質(zhì)量越大和到達(dá)斜面底部的速度這兩個(gè)量之間的關(guān)系，故選D；
 同理，若要研究裝載相同質(zhì)量的同一小車下滑到底部的速度與釋放的高度關(guān)系時(shí)，則要控制小車質(zhì)量不變，通過改變高度來進(jìn)行研究，故選E．
故答案為：D，E．
（2）①本實(shí)驗(yàn)要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對(duì)小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力，要使拉力近似等于合力，可將長(zhǎng)木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因?yàn)橹虚g還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力．
故答案為：傾斜木板知道小車做勻速運(yùn)動(dòng)．
②根據(jù)刻度尺的讀數(shù)可知，S_C=5.06cm；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出C點(diǎn)是速度為：
vc=

xBD

t

=0.49m/s
故答案為：5.06（5.05～5.15）；0.49（0.49～0.51）．
③根據(jù)動(dòng)能定理Fs=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

，可得出△v²-s的關(guān)系為：速度平方的變化與位移成正比．
根據(jù)功能關(guān)系可知測(cè)量出小車的質(zhì)量即可驗(yàn)證“動(dòng)能定理”；如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率f＜50Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變大，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式△x=at²得：真實(shí)的加速度值就會(huì)偏小，所以測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比是偏大．
故答案為：速度平方的變化與位移成正比，小車質(zhì)量，偏大．

點(diǎn)評(píng)：（1）用控制變量法探究物理問題時(shí)，一定要控制其它因素不變，才能得到正確的結(jié)論．
（2）通過實(shí)驗(yàn)來探究物體的動(dòng)能定理，可以將該實(shí)驗(yàn)與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比學(xué)習(xí)，擴(kuò)展思維，培養(yǎng)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．