Question

17．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，此外還準(zhǔn)備了刻度尺天平（包括砝碼）等．
利用此裝置可以做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)和“研究加速度、力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，還可以做“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
①下列說(shuō)法正確的是C．（填選項(xiàng)前字母）
A．上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)都必須平衡摩擦力
B．在實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過(guò)細(xì)線掛在小車上
C．在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行
D．為減小系統(tǒng)誤差，上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)該使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量
②如圖是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為0.653m/s（保留三維有效數(shù)字）
③“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的CD（填選項(xiàng)前字母）
A．在接通電源的同時(shí)釋放了小車
B．小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分子平衡掉
D．鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力．

Answer 1

分析 本題①的關(guān)鍵是明確平衡摩擦力的目的是為使繩子對(duì)小車的拉力等于小車受到的合力；平衡摩擦力時(shí)不能將鉤碼掛上；滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，繩子拉力才近似等于鉤碼的重力；題②根據(jù)瞬時(shí)速度等于平均速度來(lái)求解；題③關(guān)鍵是從功能關(guān)系角度分析即可求解．

解答 解：①A、“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)”求加速度時(shí)，不需要平衡摩擦力，因?yàn)橛袩o(wú)摩擦力都是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也不需要使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量，“研究加速度、力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)和“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，因?yàn)橹挥羞@樣才能使繩子對(duì)小車?yán)�力為合力，所以A錯(cuò)誤；
B、平衡摩擦力時(shí)要將紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車等連接好，但不要通電和掛鉤碼，所以B錯(cuò)誤；
C、在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與木板平行，只有這樣才能使繩子拉力等于小車受到的合力，所以C正確；
D、上述實(shí)驗(yàn)中，只有“研究加速度、力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)才要求鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量而不是遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量，所以D錯(cuò)誤．
故選：C
 ②根據(jù)${v}_{\frac{t}{2}}^{\;}=\frac{x}{t}$可得，${v}_{B}^{\;}$=$\frac{{x}_{AC}^{\;}}{2t}$=$\frac{（18.59-5.53）×0.01}{2×（5×0.02）}$m/s=0.653m/s；
 ③某同學(xué)將鉤碼重力做的功當(dāng)做細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些，從功能關(guān)系看出原因可能是：該實(shí)驗(yàn)一定有轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，即試驗(yàn)中有摩擦力沒(méi)有被平衡掉；還有該實(shí)驗(yàn)要求，只有當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車的拉力才近似等于鉤碼的重力，否則，小車?yán)�力�?yīng)小于鉤碼的重力，而與A、B選項(xiàng)情況無(wú)關(guān)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤、CD正確．
故選：CD．
故答案為：①C；②0.653；③CD

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力的目的是繩子拉力等于合力，平衡摩擦力時(shí)，不能掛上鉤碼，但應(yīng)將紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接好；②使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的目的是繩子拉力近似等于鉤碼的重力，否則應(yīng)小于鉤碼的重力．