题目内容
【题目】如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带. 纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G. 实验时小车所受拉力为0. 2N,小车的质量为0. 2kg. 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化,补填表中空格_______,_______(结果保留至小数点后第四位).
O—B | O—C | O—D | O—E | O—F | |
W/J | 0. 0432 | 0. 0572 | 0. 0734 | 0. 0915 | |
0. 0430 | 0. 0570 | 0. 0734 | 0. 0907 |
通过分析上述数据你得出的结论是:在实验误差允许的范围内,与理论推导结果一致.
(3)实验中是否要求托盘与砝码总质量m远小于小车质量M?________(填“是”或“否”);
(4)实验前已测得托盘的质量为,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取
,结果保留至小数点后第三位).
【答案】匀速直线 0.1120 0.1105 是 0.015
【解析】
(1)[1].平衡摩擦力时,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.
(2)[2][3].从O到F,拉力做功为:
W=Fx=0.2×0.5575J=0.1120J.
F点的瞬时速度为:
则动能的增加量为:
(3)[4].实验中是要使托盘与砝码的重力等于小车的拉力,必须要使得托盘与砝码总质量m远小于小车质量M;
(4)[5].砝码盘和砝码整体受重力和拉力,从O到F过程运用动能定理,有:
代入数据解得:
m=0.015kg.
