题目内容
【题目】为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”，某同学到实验室找到下列器材:长木板（一端带定滑轮）、打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源。该同学进行下列操作:
A.组装实验装置，如图甲所示
B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车
C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上
D.释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带
E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示
F.进行数据采集与处理
请你完成下列问题。
（1）该同学将纸带上打的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、 4、5、6（相邻两个计数点间还有四个点未画），各计数点间的时间间隔为0.1s， 如图乙所示。该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图乙上。如果将钩码的重力在数值上当成小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为_______J，小车的动能增量为_______J。（重力加速度g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）
（2）由（1）中数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论， 且对其他的点（如2、3、5点）进行计算的结果与“4”计数点相似。你认为产生这种实验结果的主要原因可能是_________。
【答案】0.059 0.034 小车质量不满足远大于钩码质量，没有平衡摩擦力
【解析】
(1)[1]在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为
[2]根据中点时刻的速度等于平均速度
所以小车的动能增量为
(2)[3]该实验产生误差的主要原因是钩码的重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
对砂桶和砂有：
则
由此可知当M>>m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件，另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差。
【题目】某小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。实验中他们平衡了小车和木板间的摩擦力，还用天平测出小车的总质量，同时用所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力F。
(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到纸带上___________。
(2)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。这样做的目的是________。
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．保证小车最终能够做匀速直线运动
D．使细线拉力等于小车受到的合力
(3)如表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图丙的坐标中描点作出a—F图线________________。
钩码个数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
F/N | 0.49 | 0.98 | 1.47 | 1.96 | 2.45 |
a/m·s－2 | 0.92 | 1.68 | 2.32 | 2.88 | 3.32 |
(4)实验中画出的a—F图线与理论计算的图线（图中已画出）有明显偏差，其原因主要是_______________________。
