2019年高考江苏卷力学实验题条件的分析

周 峰

(江苏省苏州工业园区独墅湖学校，江苏 苏州 215123)

1 原题呈现及参考答案

某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。

图1

(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：

A.电磁打点计时器 B.电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择(选填“A”或“B”)。

(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是(选填“甲”或“乙”)。

(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源，松开小车，小车运动。纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=m/s。

图2

参考答案：(1)B；(2)乙；(3)0.31；(4)远大于。

本试题的情境源于人教版高中物理教材中“探究加速度与力、质量的关系”实验，从答案看好像只是知识的简单迁移，没有什么新意，考生答题情况也在“情理之中”。而对于实验条件的分析与理解，却有很大的不同，对比分析如下。

2 利用“重物牵引法”探究加速度与力、质量关系的实验条件

3 利用“重物牵引法”验证动能定理的实验条件

而实验要求小车所受的合力所做的功可用W=mgL算出，也就是说要使小车在运动过程中的受力满足：T-f=mg，即小车所受的合外力等于砝码盘中砝码的重力mg。在什么条件下上式才能成立呢？首先，由第(2)问可知该实验也采用补偿法“平衡摩擦力”，从而消除摩擦力的影响。而这里所用的方法并不是将远离滑轮一端垫高、在不悬挂重物的情况下轻推小车使其能够匀速下滑，而是在长木板保持水平的情况下，在砝码盘中慢慢加沙子，直到小车开始运动，然后从盘中取出适量沙子，直至轻推小车，观察到小车做匀速直线运动。

4 问题拓展与延伸