Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置做“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)。裝置中裝有細(xì)沙的沙桶通過細(xì)線繞過定滑輪連接在小車上，小車后端固定穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛沙桶，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是：________________________________________。

(2)掛上裝有細(xì)沙的沙桶后，通過實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的紙帶。紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒有標(biāo)出，測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離SOA=16.3cm，SOB=25.3cm，SOC=36.3cm。實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受細(xì)線的拉力大小為0.2N，小車質(zhì)量為0.1kg。則通過計(jì)算可知，從O至B的運(yùn)動(dòng)過程中，小車所受合外力做的功W=________J，小車動(dòng)能的變化量△Ek=_______J(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后3位)。

(3)在第(2)問中若實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)測得未裝沙時(shí)小桶的質(zhì)量為5×10-3kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)放入沙桶中細(xì)沙的質(zhì)量為__________kg(g取10m/s2)。

Answer 1

【答案】 （1）平衡小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力； （2）0.051； 0.050； ⑶0.02；

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)小明先調(diào)整墊木的位置，使小車不掛托盤時(shí)能在傾斜的長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是為了平衡摩擦力

(2)對O到B的過程，小車的合外力即為繩的拉力，則,打B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為，則動(dòng)能的變化為.

(3)根據(jù)紙帶由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判別式可得，對沙桶由牛頓第二定律得，其中沙桶質(zhì)量，解得m=0.02kg.