Question

6．探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，操作步驟是：
①擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
②將質(zhì)量為200g的小車?yán)�到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車；
③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，挑選50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上；
④釋放小車，打開電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶．

Ⅰ．在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出滿意的一條．經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0cm；打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s．將鉤碼重力當(dāng)作小車所受的拉力，計(jì)算拉力對(duì)小車做的功為0.20J，小車動(dòng)能增量為0.10J．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
Ⅱ．探究結(jié)果，沒能得到“恒力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大．造成較大誤差的主要原因是：小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)重力當(dāng)做小車所受的拉力和鉤碼下降的距離可以求出拉力對(duì)小車做的功大小，根據(jù)小車在N點(diǎn)的速度可以求出小車動(dòng)能的增量；
（2）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，二是沒有平衡摩擦力；操作錯(cuò)誤：先放小車，后開電源．

解答 解：I、從打下第一點(diǎn)到打下第N點(diǎn)拉力對(duì)小車做的功：W=mgs=0.05×10×9.8×40=0.196J；
小車的動(dòng)能增量為：△E_k=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.2×1$J=0.1J
II、該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小即小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，該實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行平衡摩擦力操作，否則也會(huì)造成較大誤差；操作錯(cuò)誤，應(yīng)先放小車，后開電源等等．
故答案為：（1）0.196； 0.1；（2）小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力；

點(diǎn)評(píng) 該題考查在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；把長(zhǎng)木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現(xiàn)象；明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類似可以類比學(xué)習(xí)．