某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．（1）为了保证实验结果的误差尽量

Question

某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

（1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是______．
A．实验操作时要先放小车，后接通电源
B．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
C．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
D．实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时，需要在细线一端挂上空的砂桶
（2）除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有______．
（3）如图2所示，为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来

mgx=(M(x22−x21))/(32T2)

mgx=(M(x22−x21))/(32T2)

．
（4）在本实验中，对装置进行平衡摩擦力的操作后，砂、砂桶和小车组成的系统机械能是否守恒？______（填写“是”或“否”）并说明理由______．

Answer 1

（1）A、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故A错误．
B、在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近测量误差越大．故B错误．
C、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故C正确．
D、实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，不能在细线一端挂上空的砂桶，故D错误．
故选：C．
（2）由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．
（3）小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．
由v(t)/(2)=(x)/(t) 可知，v_A=(x1)/(4T)，v_B=(x2)/(4T)．
所以小车动能的改变量为：(1)/(2)Mv_B²-(1)/(2)Mv_A²=(1)/(2)M（(x2)/(4T)）²-(1)/(2)M（(x1)/(4T)）²=(M(x22−x21))/(32T2)
本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx=(M(x22−x21))/(32T2)；
（4）在运动过程中，因存在摩擦阻力，导致机械能不守恒．
故答案为：（1）C，（2）刻度尺、天平，（3）mgx=(M(x22−x21))/(32T2)，因为有摩擦力做功．