Question

（Ⅰ）某同学在做探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

A.按（a）摆好实验装置，其中小车质量M=0．5kg，钩码总质量m=0．30kg.

B.先释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为=50Hz），打出一条纸带．

他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，进行长度测量，且经检查测量数据准确无误后，他把钩码重力（当地重力加速度g=9．8m／s²）作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=0.176 J，把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量，算得E_k=0.125J．

此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是          ．

A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏大

D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差   的重要原因

（Ⅱ）该同学在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是（填A、B、C、D或E）点读数________.

（2）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用v_C=计算与C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（填“对”或“不对”）___________.

（3）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为________________.

（4）若重锤质量m=2.00×10^-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s²，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_______________ J，而动能的增加量为____________ J（均保留三位有效数字）.

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）ABC  （Ⅱ）（1）读数_ B （2）这种做法不对（3）=gh（4）-0.380 J  0.376 J

【解析】

试题分析：（Ⅰ）  把钩码的重力当作小车所受的拉力，这是不对的，因为钩码的重力是钩码与小车系统的合外力，使系统产生共同的加速度。而绳子对小车的拉力只是使小车产生加速度，二力并不相等，重力大于拉力。所以计算拉力对小车做的功结果偏大。A正确，没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，B正确，若该同学的释放小车和接通电源的次序有误，也能使得动能增量的测量值比真实值偏大，从图中我们可得该同学是用的毫米刻度尺，D错误，

（Ⅱ）（1）ACDE的数据都是精确到了0.1mm，而B却只精确到了mm，所以读数_ B.有误

（2）O点是起点，但不一定是速度为零的点，所以这种做法不对.

（3）根据实验中要验证的等式为=gh

（4）根据做匀变速直线运动规律可得，然后代入得：重锤重力势能的减少量为__0.380 J，而动能的增加量为0.376 J（均保留三位有效数字）

考点：考查了“合力做功与物体动能改变的关系”实验以及验证机械能守恒实验

点评：本题的关键是理解两个实验的实验原理，以及需要用到的运动学规律