2019年高考江蘇卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)題條件的分析

周 峰

(江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)獨(dú)墅湖學(xué)校，江蘇 蘇州 215123)

1 原題呈現(xiàn)及參考答案

某興趣小組用如圖1所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。

圖1

(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇(選填“A”或“B”)。

(2)保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車(chē)后端，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤(pán)中慢慢加入沙子，直到小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤(pán)中取出適量沙子，直至輕推小車(chē)觀察到小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)?？捶ㄕ_的同學(xué)是(選填“甲”或“乙”)。

(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤(pán)中加入砝碼。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開(kāi)小車(chē)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)。紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖2所示。圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫(huà)出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA=m/s。

圖2

參考答案：(1)B；(2)乙；(3)0.31；(4)遠(yuǎn)大于。

本試題的情境源于人教版高中物理教材中“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，從答案看好像只是知識(shí)的簡(jiǎn)單遷移，沒(méi)有什么新意，考生答題情況也在“情理之中”。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件的分析與理解，卻有很大的不同，對(duì)比分析如下。

2 利用“重物牽引法”探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)條件

3 利用“重物牽引法”驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)條件

而實(shí)驗(yàn)要求小車(chē)所受的合力所做的功可用W=mgL算出，也就是說(shuō)要使小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力滿足：T-f=mg，即小車(chē)所受的合外力等于砝碼盤(pán)中砝碼的重力mg。在什么條件下上式才能成立呢？首先，由第(2)問(wèn)可知該實(shí)驗(yàn)也采用補(bǔ)償法“平衡摩擦力”，從而消除摩擦力的影響。而這里所用的方法并不是將遠(yuǎn)離滑輪一端墊高、在不懸掛重物的情況下輕推小車(chē)使其能夠勻速下滑，而是在長(zhǎng)木板保持水平的情況下，在砝碼盤(pán)中慢慢加沙子，直到小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后從盤(pán)中取出適量沙子，直至輕推小車(chē)，觀察到小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

4 問(wèn)題拓展與延伸