Question

某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．

(1)实验主要步骤如下：

①测量小车和拉力传感器的总质量M′；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；

②将小车停在C点，释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．

③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．

(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M′与小车中砝码质量之和，|－v₁²|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE₃＝________，W₃＝________.(结果保留三位有效数字)

次数	M/kg	|－v12|/(m/s)2	ΔE/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	ΔE3	1.220	W3
4	1.000	2.40	1.20	2.420	1.21
5	1.000	2.84	1.42	2.860	1.43

 (3)根据上表，我们在图中的方格纸上作出ΔE－W图线如图所示，它说明了________

 

Answer 1

【答案】

(1)改变钩码数量               (2)0.600　0.610

(3)拉力（合力）所做的功近似等于物体动能的改变量

【解析】

试题分析：(1)本实验的实验原理是通过砝码的重力做功转化为整体系统动能的增量来验证动能定理，因此可通过改变砝码的质量或改变钩码数量来改变合外力  (2)表格中比较1次和3次的数据，控制M的质量相同，比较动能变化与|－v₁²|成正比，由此可知ΔE3=，由公式W=Fs可知在s相同的情况下，W与F成正比，比较第1次和第3次数据可知 (3)从图像可以看出ΔE和W成正比，拉力（合力）所做的功近似等于物体动能的改变量

考点：考查动能定理的理解

点评：本题难度中等，首先应明确实验原理，改变钩码的个数改变合力做功，看动能是否成正比增大，通过表格可利用控制变量的方法判断各数值变化