Question

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行了有關(guān)“動(dòng)能定理”研究的實(shí)驗(yàn)。其步驟如下：

①按圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛配重，反復(fù)移動(dòng)墊木直到小車能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

②把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為100 g的配重，接通電源，放開小車，電火花計(jì)時(shí)器在被小車帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，從紙帶上某點(diǎn)A開始，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)為B、C、D……；

③測量出B、C、D……各點(diǎn)與A點(diǎn)的距離，分別記為x1、x2、x3……；

④用配重受到的重力分別乘以x1、x2、x3……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3……（當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g=9.8 m/s2）；

⑤求出打B、C、D……各點(diǎn)時(shí)小車的速度大小，分別記為v1、v2、v3……，再求出其平方、、……；

⑥以速度的平方v2為縱坐標(biāo)，配重重力所做的功W為橫坐標(biāo)，作出圖象。

（以下計(jì)算均保留兩位小數(shù)）

（1）在步驟4中，該同學(xué)測得x4=40.00 cm，則配重重力所做的功W4=______J。

（2）該同學(xué)得到的圖象如圖所示。通過圖象可知，打A點(diǎn)時(shí)小車的速度v0=_______m/s。

（3）小車的質(zhì)量M=________kg。

Answer 1

【答案】0.39 0.50 0.30

【解析】

（1）配重物體的重力即為小車所受合外力，據(jù)此可正確解答本題．

（2）根據(jù)題意可知，圖象上的縱軸截距就是對應(yīng)的就是v02 ，據(jù)此可求出打A點(diǎn)時(shí)對應(yīng)小車的速度v0大小．

（3）結(jié)合圖象，根據(jù)功能關(guān)系可求出小車質(zhì)量大�。�

（1）配重重力做功為：W=mgx4=0.1×9.8×0.4≈0.39J
（2）由圖可知，縱軸截距對應(yīng)的就是打A點(diǎn)速度的平方，因此有：vA2 =0.25，所以有：vA=0.50m/s．
（3）根據(jù)動(dòng)能定理：

可得：，所以圖象的斜率：，代入數(shù)據(jù)得：m=0.30kg．