问题 问答题

(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
v22
-
1
2
M
v21

故答案为::GL=

1
2
M
v22
-
1
2
M
v21

(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:mghOC=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
v2C
=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△Ep 略大于△Ek

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.

选择题
单项选择题 A1/A2型题