Question

【題目】某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗，

請將他的操作步驟補充完整：

(1)按圖連接實驗裝置，須將木板的右端稍微墊高，目的是________

其中小車質(zhì)量M＝0.20 kg鉤碼總質(zhì)量m＝0.05 kg.

(2)已知電源頻率為f，實驗中先__________后__________，打出一條紙帶．

(3)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1＝0.041 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.256 m，d5＝0.360 m，d6＝0.480 m…，他把鉤碼重力(當?shù)刂亓�加速�?/span>g＝10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點到打下第5點合力做功W＝________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek＝________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek＝0.125 J.

(4)此次實驗探究的結(jié)果，沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差很大．通過反思，你認為產(chǎn)生誤差的主要原因是________．

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 接通電源 釋放小車 0.180 鉤碼質(zhì)量太大

【解析】

（1）[1]．為使小車受到的合力等于繩子的拉力，須將木板的右端稍微墊高，以平衡摩擦力；

（2）[2][3]．實驗室應先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放小車；

（3）[4][5]．根據(jù)題意物體所受合外力為

F=mg=0.05×10=0.50N

根據(jù)功的定義可知

W=Fs=mgh=0.180J

根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出第5個點的速度大小為

(其中T=5×=)

動能公式為

Ek= =

（4）[6]．設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：

對小車

F=Ma①

對鉤碼有

mgF=ma②

F==

由此可知當M>>m時，鉤碼的重力等于繩子的拉力，因此造成合力對物體做的功與物體動能的增量相差較大的原因是鉤碼質(zhì)量太大．