Question

某同学把附有滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车速度变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。

（1）若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些 ? _________________

（2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是下列的哪个（       ）

A．避免小车在运动过程中发生抖动

B．可使打点计时器在纸带上打出的点清晰

C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动

D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

（3）平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：______________________________。

（4）他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的 （        ）

A．在接通电源的同时释放了小车

B．小车释放时离打点计时器太近

C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D．钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力

Answer

（1）刻度尺、天平；（2）D； （3）可在小车上加适量的砝码（或钩码）；（4）CD。

【解析】

试题分析：（1）还需要用来测量纸带上点距的刻度尺和用来测量砝码质量的天平；（2）将牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是为了可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确；（3）让小车运动变慢的方法是减小其加速度的大小，即在外力不变的情况下增加小车的质量，故可在小车上加适量的砝码（或钩码）；（4）拉力做的功如果总比小车的动能增量大一些，说明在平衡摩擦力时仍有阻力存在，未被重力完全平衡掉，使得拉力做的功还有一部分需要克服阻力做功，故小车的动能增量要减少一些；另一个原因是砝码与小车是加速运动的，砝码的重力本身就比绳子拉小车的作用力大一些，造成了计算时拉力做的功大于小车动能的增量，故选项CD正确。

考点：探究绳拉力做功与小车速度变化的关系。

【名师点晴】该题通过探究绳拉力做功与小车速度变化的关系考查了力学实验中的许多重要的知识点，这包括器材的选取、摩擦力的平衡、误差的分析等，需要我们对实验的原理和过程都非常熟悉的情况下才能答出，所以该题的综合性较强，有一定的新意。