题目内容

【题目】探究恒力做功与物体的动能改变量的关系的实验中,组装的实验装置如图所示:

(1)如上图所示,该学习小组的同学用沙和沙箱的总重力作为滑块受到的拉力,探究滑块所受合力做功与滑块动能变化的关系。为了让实验更加精确,该小组成员提出了以下实验指施,你认为下列做法中误的是______

A.保持沙和沙桶的质量远大于滑块质量

B.实验时要先接通电源再释放滑块

C.把木板的左增端垫起适当的高度以平衡摩擦力

D.调整滑轮的高度使细线与长木板平行

(2)在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条,如图所示,A点是打下的第一个点(速度可以看成零),ABCDEF是纸带上依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点(图中未画出),用刻度尺测得各计数点之间的距离分别为,沙桶总重力作为滑块所受合力,已知沙桶总重力为,滑块质量为,算出从打A点到打E点这一过程中合力做功W=______J(结果保留两位有效数字),滑块动能增量_____J(结果保留两位有效数字)。通过计算得到的数据结果,可以做出本实验的结论是____________________

【答案】 A 0.35 0.32 在误差允许的范围内,合外力做功等于动能的增量

【解析】(1)小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力保持沙和沙桶的质量远小于滑块质量时,沙和沙桶的重力等于绳子的拉力即为小车是合外力,故A不符合题意;实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故B符合题意;把木板的左增端垫起适当的高度以平衡摩擦力,故C符合题意;调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,否则拉力不会等于合力,故D符合题意。所以选A.

(2)A点到打E点这一过程中合力做功为:由题意知,计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s,做匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度: 滑块动能增量通过计算得到的数据结果,可以做出本实验的结论是在误差允许的范围内,合外力做功等于动能的增量

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