Question

某物理興趣小組為研究力做功與動能之間關(guān)系，取質(zhì)量一定的物體，在水平拉力作用下在粗糙水平面上滑動，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，通過的水平位移為2m，實(shí)驗(yàn)測得初始位置和末位置速度、外力做功值，記錄數(shù)據(jù)如下：

物理量 數(shù)據(jù) 質(zhì)量	初狀態(tài)速度 （m/s）	初狀態(tài)動能 （J）	拉力做功 （J）	摩擦力做功 （J）	功的代數(shù)和 （J）	末狀態(tài)速度 （m/s）	末狀態(tài)動能 （J）	動能的增加值 （J）
1kg	2	2	6.5	-4	2.5	3	4.5	2.5
2kg	24	4	29	-8	21	5	25	21
3kg	4	24	42	-12	30	6	54	30

請根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后將表格中空白處數(shù)據(jù)填好，并根據(jù)表格得出結(jié)論：

合外力做功等于動能的變化量

．

Answer 1

分析：根據(jù)動能的定義EK=

1

2

mv2，可以求出物體的動能或者速度大小，功的定義W=FS可求出摩擦力做功大小，功是標(biāo)量，因此求合外力做功，可以通過求各個力做功的代數(shù)和來求．

解答：解：當(dāng)物體質(zhì)量為1kg時，有：
物體初動能：Ek=

1

2

m

v

2 0

=2J，動能增量為：△E_k=4.5J-2J=2.5J；
當(dāng)物體質(zhì)量為2kg時，有：
摩擦力做功為：W=mgμ=-8J，W_合=29J-8J=21J；
當(dāng)物體質(zhì)量為3kg時，有：
物體初速度為：v=

2Ek m

=4m/s，末動能為：Ek=

1

2

mv2=54J，動能增加量為：△E_k=54J-24J=30J
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，合外力做功等于動能的變化量．
故答案為：2，2.5，-8，21，4，54，30，合外力做功等于動能的變化量．

點(diǎn)評：本題比較簡單，考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?yīng)用基本規(guī)律解題的能力，是考查學(xué)生基礎(chǔ)知識的好題．