Question

19．某同学用图1所示装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验．平衡摩擦力后，通过实验得到图2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．实验时小车的质量为0.390kg，小车受到细绳的拉力为0.40N．回答下列问题：（计算结果保留3位有效数字）

（1）小车从O到E，所受合力做的功W=0.187J；动能的变化△E_k=0.179J．
（2）实验中该同学发现W略大于△E_k，其主要原因是小车等受到空气阻力作用（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）由功的公式可求得合力所做的功；由平均速度公式可求得E点的速度，则可求得动能的增加量；
（2）分析系统在运动过程中受阻力的作用情况，则可得出误差原因．

解答 解：物体的位移为OE=46.90cm
则合外力所做的功W=F×OE=0.4×0.469=0.187J；
E点的速度v_E=$\frac{OF-OD}{2T}$=$\frac{0.57-0.378}{2×0.1}$=0.96m/s；
则动能的增加量△E_K=$\frac{1}{2}$mv_E²=$\frac{1}{2}×0.39×$（0.96）²=0.179J；
（2）由于小车等受到空气阻力作用及纸带与打点计时器间的相互摩擦等作用，外力的功大于动能的增加量；
故答案为：（1）0.187；0.179；（2）小车受到空气阻力作用．

点评 本题考查功和速度之间的关系，要注意正确分析题意，明确受力情况，才能做出正确的解答．