Question

【题目】如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．

（1）打点计时器使用的电源是　 　（选填选项前的字母）．
A.直流电源
B.交流电源
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是（选填选项前的字母）．
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量
在不挂重物且（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．
A．计时器不打点 B．计时器打点
（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次去A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T．测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示．

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点打B点的过程中，拉力对小车做的功W= ， 打B点时小车的速度v= ．
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做如图3所示的v2﹣W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为 ． 根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是 ．

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2﹣W关系的是 ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）A；B
（3）mgx2；
（4）0.008+4.69W；小车质量的倒数的2倍，单位
（5）D
【解析】（1）打点计时器使用的是交流电，故选：B；
（2）平衡摩擦力的方法是：把木板一段垫高，让小车滑下，当小车匀速运动时，就意味着摩擦力抵消了，故选：A；此时应当让打点计时器打点，因为打点计时器与纸带间也会有摩擦力，故选：B；
（3）由于近似认为拉力等于重力，所以根据W=FS可知，拉力做功为W=mgx2；中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度，所以B点的速度等于AC段的平均速度，即V= = ；
（4）根据图象上的点，可以得出得v2随W变化的表达式为：v2=0.008+4.69W；功是能量转化的量度，所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则k= ，小车质量的倒数的2倍，代入单位后，k的单位为kg﹣1；
（5）当重物质量不满足远远小于小车的质量时，此时的重物重力做的功会有一部分转化为重物的动能，所以重力做功与小车动能的增加不成线性关系，D图符合条件；
故选：D．
故答案为：（1）B；（2）A；B；（3）mgx2； ；（4）0.008+4.69W；小车质量的倒数的2倍； kg﹣1；（5）D．
（1）打点计时器使用的都是交流电源；（2）平衡摩擦力的方法；为了平衡摩擦力和阻力，应该让打点计时器打点；（3）根据功的定义计算拉力对小车做的功，根据中间时刻瞬时速度等于平均速度计算；（4）读图，从中得出两个量的关系，并分析斜率的单位；（5）根据牛顿第二定律分析图象．