题目内容
【题目】某物理小组利用如图甲所示的装置进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验.试分析下列问题:
(1)为平衡小车在实验中受到的摩擦力,可取下细绳及托盘,通过调整垫片位置,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(选填“匀速”或“匀加速”).
(2)图乙是实验中选出的一条纸带,O点为小车运动起始时所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.他们通过计算得出本次实验中小车所受细线拉力为0.2N,测出小车质量为0.2kg,请完成下列问题:
①当打点计时器打下计数点F点时,合外力对小车做的功为W=J,小车动能的变化量△Ek=J(计算结果均保留四位有效数字).
②他们计算出打点计时器分别打下B、C、D、E、F五个计数点时,合外力对小车做的功W以及小车相应的动能变化量△Ek , 最后得到了如图丙所示的W﹣△Ek图象.根据图象可知:在实验误差范围内,合外力对小车做的功(选填“大于”、“等于”或“小于”)小车动能的变化量.
【答案】
(1)匀速
(2)0.1115;0.1105;等于
【解析】解:(1)为保证拉力等于小车受到的合力,需平衡摩擦力,当纸带上每2个点之间的距离相等时,小车做匀速直线运动;(2)①拉力的功为:W=FxOF=0.2N×0.5575m=0.1115J;
F点的瞬时速度为: =1.051m/s;
故F点的动能为 =0.1105J
小车动能的变化量△Ek=EK﹣0=0.1105J
②根据图丙所示的W﹣△Ek图象可知:在实验误差范围内,合外力对小车做的功等于小车动能的变化量.
所以答案是:(1)匀速;(2)①0.1115;0.1105;②等于
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