Question

用如图1所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成的系统的“功能关系”实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面。

（1）平衡摩擦力时，______（填“要”或“不要”）挂上钩码。

（2）如图2是某次实验中打出纸带的一部分。O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s。

（3）某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v。如图3是根据这些实验数据绘出的v²-s图象。已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s²，根据功能关系由图象可知小车的质量为______kg．（结果保留两位有效数字）

（4）研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是______。

A.钩码的重力大于细线的拉力

B.在接通电源的同时释放了小车

C.未完全平衡摩擦力

D.交流电源的实际频率大于50Hz

Answer

不要 0.36 0.18 CD

【解析】

（1）[1]小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力时，不挂钩码，但要连接纸带，

（2）[2]相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为：

t=0.02×5=0.1s

打B点的速度为：

vB===0.36m/s

（3）[3]对系统，由动能定理得：

mgx=（M+m+m′）v2

整理得：

v2=x

v2-x图象的斜率：

k===1

解得：

M=0.18kg

（4）[4]A.钩码的重力大于拉力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功，故A错误；

B.接通电源的同时释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，故B错误；

C.长木板的右端垫起的高度过低，未完全平衡摩擦力时，则摩擦力做负功，会减小系统的机械能，故C正确；

D.交流电源的实际频率大于50Hz，所用的时间为0.02s，比真实的时间间隔大，则代入速度公式中求出来的速度偏小，则动能偏小，故D正确。