题目内容
【题目】某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0 cm的A.B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A.B点时的速度大小,小车中可以放置砝码.
(1)实验主要步骤如下:
①测量小车和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路.
②将小车由C点释放,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A.B点时的速度.
③在小车中增加或减少砝码,重复②的操作.
在以上实验中,遗漏了 步骤。
(2)下列表格是他们用正确方法测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量M2之和,|v-v|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,F是拉力传感器测得的拉力,W是F在A.B间所做的功.表格中的ΔE3=_______,W3=______.(结果保留三位有效数字)
数据记录表
次数 | M/kg | ΔE/J | F/N | W/J | |
1 | 0.500 | 0.76 | 0.190 | 0.400 | 0.200 |
2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.840 | 0.420 |
3 | 0.500 | 2.40 | ΔE3 | 1.220 | W3 |
4 | 1.000 | 2.40 | 1.200 | 2.420 | 1.210 |
5 | 1.000 | 2.84 | 1.420 | 2.860 | 1.430 |
(3)根据表格,请在图中的方格纸上作出ΔE—W图线.
(4)根据图线,可得 结论。
【答案】(1)平衡小车所受的摩擦力阻力;
(2)0. 600 J,0.610 J;
(3)见下图:
(4)在实验误差允许的范围内,合外力所做的功等于物体动能的增量
【解析】试题分析:(1)本题研究合力做功与动能变化的关系,使绳子的拉力为小车的合力,所以则做实验前要平衡摩擦力,即漏掉:“平衡小车所受的摩擦力阻力”这一步骤。
(2)由前两组数据可以得到规律为:,所以针对第三组数据可以得到:,观察数据规律可得数值上为:。
(3)利用描点法在方格纸上作出△E-W图线如图所示:
(4)根据图象可知,在实验误差允许的范围内,合外力所做的功等于物体动能的增量,即验证力动能定理。