Question

某實(shí)驗(yàn)小組采用圖1所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖1中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50Hz．
當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為0.01kg時(shí)，小車能做勻速度運(yùn)動(dòng)．當(dāng)鉤碼質(zhì)量為0.03kg，車的總質(zhì)量為0.13kg，打出如圖2的紙帶．在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，下列說法正確的是（　�。�

• A、C點(diǎn)的即時(shí)速度為0.5m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為1.25m/s²
• B、系統(tǒng)所受到的阻力為0.1N，動(dòng)力為0.3N
• C、如果選用A、C兩點(diǎn)，可算出合外力做功W=FS_AC=0.3×3.6×10^-2=1.08×10^-2（J）
• D、如果選用A、C兩點(diǎn)，可算出動(dòng)能的變化量△E_k=

  1

  2

  （M+m）（v_c²-v_A²）=7.2×10^-3J

Answer 1

分析：由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論可以求出小車的瞬時(shí)速度與加速度；
由平衡條件求出小車受到的阻力，根據(jù)題意求出動(dòng)力；
求出小車的速度，然后由動(dòng)能定理求出合外力的功，求出動(dòng)能的變化．

解答：解：A、電源頻率為50Hz，則打點(diǎn)時(shí)間間隔T=0.02s，C點(diǎn)的即時(shí)速度為v_C=

xBD

2T

=

0.0815-0.0420

2×0.02

=0.9875m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=

xCD-xOA+xDE-xAB

6T2

=

(0.0815-0.0610)-(0.0250-0.0100)+(0.1040-0.0815)-(0.0420-0.0250)

6×0.022

≈4.58m/s²，故A錯(cuò)誤；
B、小車做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：摩擦力f=mg=0.01×10=0.1N，動(dòng)力F=m′g=0.03×10=0.3N，故B正確；
C、由圖示紙帶可知，v_A=

xOB

2T

=

0.0420-0.0100

2×0.02

=0.8m/s，v_C=

xBD

2T

=

0.0815-0.0420

2×0.02

=0.9875m/s，
選用A、C兩點(diǎn)，可算出動(dòng)能的變化量△E_k=

1

2

M（v_c²-v_A²）=

1

2

×0.13（0.9875²-0.8²）≈0.0218J，由動(dòng)能定理得：W=△E_k=0.0218J，故CD錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：通過實(shí)驗(yàn)來探究物體的動(dòng)能定理，一是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，二是更能讓學(xué)生理解動(dòng)能定理的內(nèi)涵；分析清楚紙帶應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論即可正確解題．