Question

【題目】用如圖1所示裝置探究鉤碼和小車（含砝碼）組成的系統(tǒng)的“功能關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)擋板時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面。

（1）平衡摩擦力時(shí)，______（填“要”或“不要”）掛上鉤碼。

（2）如圖2是某次實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分。O、A、B、C為4個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所用交流電源的頻率為50Hz．通過(guò)測(cè)量，可知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為______m/s。

（3）某同學(xué)經(jīng)過(guò)認(rèn)真、規(guī)范的操作，得到一條點(diǎn)跡淸晰的紙帶。他把小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)打下的點(diǎn)記為O，再依次在紙帶上取等時(shí)間間隔的1、2、3、4、5、6等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s及打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v。如圖3是根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2-s圖象。已知此次實(shí)驗(yàn)中鉤碼的總質(zhì)量為0.015kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，根據(jù)功能關(guān)系由圖象可知小車的質(zhì)量為______kg．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鉤碼重力做的功總略大于系統(tǒng)總動(dòng)能的增量，其原因可能是______。

A.鉤碼的重力大于細(xì)線的拉力

B.在接通電源的同時(shí)釋放了小車

C.未完全平衡摩擦力

D.交流電源的實(shí)際頻率大于50Hz

Answer 1

【答案】不要 0.36 0.18 CD

【解析】

（1）[1]小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，為了在實(shí)驗(yàn)中能夠把細(xì)繩對(duì)小車的拉力視為小車的合外力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力時(shí)，不掛鉤碼，但要連接紙帶，

（2）[2]相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：

t=0.02×5=0.1s

打B點(diǎn)的速度為：

vB===0.36m/s

（3）[3]對(duì)系統(tǒng)，由動(dòng)能定理得：

mgx=（M+m+m′）v2

整理得：

v2=x

v2-x圖象的斜率：

k===1

解得：

M=0.18kg

（4）[4]A.鉤碼的重力大于拉力，鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，不影響拉力做功，故A錯(cuò)誤；

B.接通電源的同時(shí)釋放了小車，只會(huì)使得紙帶上一部分點(diǎn)不穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；

C.長(zhǎng)木板的右端墊起的高度過(guò)低，未完全平衡摩擦力時(shí)，則摩擦力做負(fù)功，會(huì)減小系統(tǒng)的機(jī)械能，故C正確；

D.交流電源的實(shí)際頻率大于50Hz，所用的時(shí)間為0.02s，比真實(shí)的時(shí)間間隔大，則代入速度公式中求出來(lái)的速度偏小，則動(dòng)能偏小，故D正確。