Question

某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：

①按右圖所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg.

②釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(電源頻率為50Hz)，打出一條紙帶．

(1)他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選出滿意的一條，如圖所示，把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出)，用刻度尺測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)距離分別為d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256 m，d5=0.360 m，d6=0.480m，……，他把鉤碼重力作為小車所受合力，取當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8 m／s2，算出從打O點(diǎn)到打“4”點(diǎn)這一過程中合力做功W= J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，把打“4”點(diǎn)時(shí)小車動能作為小車動能的改變量，算得Ek= J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．

(2)此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且偏差很大，通過反思，他認(rèn)為產(chǎn)生原因如下，其中有可能的是 。

A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多；

B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多；

C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實(shí)值偏小；

D．計(jì)算“4”點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔誤取0.08s．

 

Answer 1

（1）0.125 Ek=0.0931（2）AB

【解析】

試題分析：（1）從打O點(diǎn)到打“5”點(diǎn)這一過程中合力做功：

W=Fs=mgh=mgd5=0.05×9.8×0.360≈0.176J；

由題意知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，

做勻變速直線運(yùn)動中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，

打第5個(gè)點(diǎn)的速度：，

打“5”點(diǎn)時(shí)小車的動能作為小車動能的改變量，；

（2）A、鉤碼質(zhì)量太大，使得合外力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多，故A正確；

B．沒有平衡摩擦力，使得合外力對物體做功的測量值比真實(shí)值偏大太多，故B正確；

C．釋放小車和接通電源的次序有誤，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響，故C錯(cuò)誤；

D．計(jì)算“4”點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔誤取了0.08s，使所測速度偏大，會對實(shí)驗(yàn)造成影響，但不會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差很大，故D錯(cuò)誤；

考點(diǎn)：探究合力做功與物體動能改變的關(guān)系.