Question

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“研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，取下细绳及托盘，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________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0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk，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	0.043 2	0.057 2	0.073 4	0.091 5
ΔEk/J	0.043 0	0.057 0	0.073 4	0.090 7

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，与理论推导结果一致．

(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)

 

Answer 1

【答案】

(1)匀速直线(或匀速)　(2)0.111 5　0.110 5 (3)0.015

【解析】(1)若已平衡摩擦力，则小车在木板上做匀速直线运动．

(2)从纸带上的O点到F点，W＝F·＝0.2×0.557 5 J＝0.111 5 J，打F点时速度vF＝＝m/s＝1.051 m/s

ΔEk＝Mv＝×0.2×1.0512 J≈0.110 5 J.

(3)打B点时小车的速度为

vB＝＝m/s＝0.655 5 m/s

所以小车的加速度a＝＝m/s2≈0.99 m/s2

小车所受的拉力F＝(m0＋m)(g－a)，所以盘中砝码的质量m＝－m0＝kg－7.7×10－3 kg≈0.015 kg.