Question

【題目】某實驗小組用圖所示的實驗裝置和器材做“探究動能定理”實驗，在實驗中，該小組同學把砂和砂桶的總重力當作小車受到的合外力，為探究小車的動能變化規律：

（1）為了保證實驗結果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是____。

A．實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作

B．實驗操作時要先釋放小車，后接通電源

C．在利用紙帶進行數據處理時，所選的兩個研究點離得越近越好

D．在實驗過程中要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量

（2）除實驗裝置圖中的儀器外，還需要的測量儀器有__________________________，

（3）如圖為實驗中打出昀一條紙帶，現選取紙帶中的A、B兩點來探究“動能定理”。已知打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g，圖中已經標明了要測量的物理量。另外，小車的質量為M，砂和砂桶的總質量為m。請你把要探究的結果用題中給出的字母表達出_____________________________________________。

Answer 1

【答案】AD 刻度尺、天平（或彈簧秤）

【解析】

第一空.A、實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是繩子的拉力，故A正確．
B、實驗時，若先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理．故B錯誤．
C、在利用紙帶進行數據處理時，所選的兩個研究點離得越近測量誤差越大，故C錯誤．
D、在實驗過程中要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量，這樣才能使得砂和砂桶的總重力近似等于細繩對小車的拉力，故D正確．

第二空.由于實驗需要測量小車速度，速度是使用打點計時器打的紙帶計算得出的，故要測量點距，需要刻度尺；本實驗還要測量質量，故需要天平．

第三空.小車的質量為M，砂和砂桶的總質量為m，M遠大于m．則對小車的作用力等于砂和砂桶的總重力mg，所以恒力對小車做的功可表示為：mgx．由得： ，，所以小車動能的改變量為 ；本實驗就是要驗證減少的重力勢能是否等于增加的動能，即mgx＝.