Question

【题目】用如图所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成的系统的“功能关系”实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面。

(1)平衡摩擦力时，________（填“要”或“不要”）挂上钩码；

(2)如图乙是某次实验中打出纸带的一部分，O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为________（结果保留两位有效数字）；

(3)某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹清晰的纸带，他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s，及打下各计数点时小车的瞬时速度v。如图丙是根据这些实验数据绘出的图象，已知此次实验中钩码的总质量为0.15kg，小车中砝码的总质量为0.50kg，取重力加速度，根据功能关系由图象可知小车的质量为________kg（结果保留两位有效数字）；

(4)研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是________。

A．钩码的重力大于细线的拉力

B．未完全平衡摩擦力

C．在接通电源的同时释放了小车

D．交流电源的实际频率大于50Hz

Answer 1

【答案】不要 0.72 0.85 BD

【解析】

(1)[1]．小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力作用，为了在实验中能够把细线对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分力来平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不挂钩码，但要连接纸带。
(2)[2]．相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为

T=0.02×5s=0.1s

根据匀变速直线运动的规律可知，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打B点的速度为

(3)[3]．设钩码的质量为m，小车的质量为M，小车中砝码的质量为m'，对系统，由动能定理得

整理得

v2-x图象的斜率

解得

M=0.85kg。

(4)[4]．A．钩码的重力大于细线的拉力，不影响钩码重力做系统做的功，故A错误；
B．长木板的右端垫起的高度过低，未完全平衡摩擦力时，则摩擦力做负功，系统总动能的增量小于钩码重力做的功，故B正确；
C．接通电源的同时释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，不影响做功与动能的增量，故C错误；
D．交流电源的实际频率大于50Hz，如果代入速度公式的周期为0.02s，比真实的周期大，则求出来的速度偏小，则动能偏小，故D正确。
故选BD。