Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究合力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系；

（1）實(shí)驗(yàn)中需要通過調(diào)整木板傾斜程度以平衡摩擦力，目的是______

A．為了使小車能做勻加速運(yùn)動(dòng)

B．為了增大繩子對(duì)小車的拉力

C．為了使繩子對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功

（3）為了使繩子的拉力約等于鉤碼的總重力，需要確保鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車，得到圖乙所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為sA、sB、sC，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，實(shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M．從O到B的運(yùn)動(dòng)過程中，拉力對(duì)小車做功W=________，小車動(dòng)能變化量△Ek=__________

（4）另一位同學(xué)在本實(shí)驗(yàn)中，也平衡了摩擦力，并打出了一條紙帶，但鉤碼的總質(zhì)量m沒有遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，他仍然取繩子的拉力約等于鉤碼的總重力．該同學(xué)采用圖象法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量起始點(diǎn)O到每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，并計(jì)算出每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小車速度v以及從O點(diǎn)到該計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的過程中繩子拉力所做的功W，描繪出v2-W圖象．請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的知識(shí)分析說明：該同學(xué)所描繪的v2-W圖象應(yīng)當(dāng)是_________（填“直線”或“曲線”）（不考慮空氣阻力影響）．

Answer 1

【答案】 C mgsB 直線

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)前要把木板的一端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力，平衡摩擦力后小車受到的合力等于繩子的拉力，可以使繩子對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功，故AB錯(cuò)誤，C正確；故選C．
（2）從O到B的運(yùn)動(dòng)過程中，拉力對(duì)小車做功W=mgsB；
打下B點(diǎn)時(shí)小車的速度： ，小車動(dòng)能變化量△Ek=Mv2=；
（4）設(shè)細(xì)線的拉力為F，小車發(fā)生位移為x時(shí)的速度大小為v，加速度大小為a，
根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)于小車有：F=Ma①
對(duì)于鉤碼有：mg-F=ma②
本實(shí)驗(yàn)中：W=mgx③
根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v2=2ax④
聯(lián)立①②③④式可得：W=（M+m）v2，v2=W，
由于M+m不變，則v2與W成正比，該同學(xué)所描繪的v2-W圖象應(yīng)當(dāng)是直線．