Question

【题目】某同学利用如图甲所示装置探究合外力做功与动能变化之间的关系，通过改变悬挂钩码的质量（由m表示）改变小车所受合外力大小，弹簧测力计示数由F表示。钩码每次从同一位置由静止释放落到垫台上（由竖直放置的刻度尺测出释放点离垫台高度h）。由打点计时器和纸带记录小车的运动。实验时，保证小车的质量（由M表示）不变，逐次增加钩码的质量，打下纸带记录相关数据。

（1）实验前首先要做的步骤是_____________________。

（2）实验中小车的合力做的功为________（表达式用题中所给字母表示）。已知打点计时器的频率50Hz，如图乙是某次实验打出的一条纸带，为计算出小车获得的动能，根据实验数据处理需要，计算小车速率v为__________（保留三位有效数字）。

（3）根据实验数据，以合外力的功为横轴，以为纵轴，画出一条倾斜直线，如图丙，该图像斜率为k，若斜率__________，则合外力做功等于动能的变化。

（4）若钩码总质量较大不满足其质量远小于小车质量，关于图丙________。

A．图像逐渐偏向纵轴 B．图像逐渐偏向横轴 C．图像保持原来方向

Answer 1

【答案】平衡小车受到的摩擦力 C

【解析】

（1）[2]实验必须平衡小车受到的摩擦力，小车合力才能确定为绳的拉力。

（2）[2]小车合外力大小为弱簧测力计读数F，小车位移为钩码下落高度2倍，小车的合外力做的功是。

[3]由低带数据可知小车第5点后匀速运动，获得最后动能，因打点频率为50Hz，打点时间间隔为0.02s，故

（3）[4]小车合外力做功等于动能增加量，即

，

其斜率

。

反之，若图像，则合外力做功等于动能变化。

（4）[5]不论钩码质量是否远小于小车质量，小车合外力做功

，

F为弹簧测力计读数是小车的实际合力，因此斜率不变，图线仍保持原方向。