Question

【题目】某同学用如图所示装置做“探究动能定理”实验。装置中装有细沙的沙桶通过细线绕过定滑轮连接在小车上，小车后端固定穿过打点计时器的纸带。

(1)实验时先不挂沙桶，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是：________________________________________。

(2)挂上装有细沙的沙桶后，通过实验得到如图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，在纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到O点之间的距离SOA=16.3cm，SOB=25.3cm，SOC=36.3cm。实验时小车所受细线的拉力大小为0.2N，小车质量为0.1kg。则通过计算可知，从O至B的运动过程中，小车所受合外力做的功W=________J，小车动能的变化量△Ek=_______J(结果保留至小数点后3位)。

(3)在第(2)问中若实验前已经测得未装沙时小桶的质量为5×10-3kg，实验时该同学放入沙桶中细沙的质量为__________kg(g取10m/s2)。

Answer 1

【答案】 （1）平衡小车运动过程中受到的摩擦力； （2）0.051； 0.050； ⑶0.02；

【解析】(1)实验时小明先调整垫木的位置，使小车不挂托盘时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是为了平衡摩擦力

(2)对O到B的过程，小车的合外力即为绳的拉力，则,打B点的瞬时速度为，则动能的变化为.

(3)根据纸带由匀变速直线运动的判别式可得，对沙桶由牛顿第二定律得，其中沙桶质量，解得m=0.02kg.