Question

1．在“探究外力做功与物体动能变化关系”实验中．
（1）实验室提供了以下实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、重锤（质量已知），为顺利完成本实验，你还需要的器材有：C；（选填字母代号）
A、天平    B、弹簧秤    C、刻度尺    D、秒表
（2）实验室中有两种重锤，重锤A质量为50g，重锤B质量为200g，应选用B；（选填字母代号）
（3）实验中获得如图所示纸带，若取g=10m/s²，完成下列数据．

v_B=0.40m/s，v_E=0.98m/s．若重锤的质量是m，从B到E过程中，重锤动能变化量△E_k=0.80J；重力对重锤所做的功W=0.83J．△E_k与W的大小关系是△E_k＜W（选填“＞”、“=”或“＜”）
（4）实验中产生误差的主要原因是纸带与打点计时器间存在在摩擦，存在空气阻力．

Answer 1

分析 探究外力做功与动能的关系时，需测量下降的高度，以及速度的大小．为了减小实验的误差，重锤选择质量大，体积小的．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B、E点的速度，从而求出动能的变化量，根据下降的高度求出重力做功的大小，比较出△E_k与W的大小关系．

解答 解：（1）在该实验中，需测量物体下降的高度和物体的速度，所以纸带处理时需要刻度尺，比较重力功和动能变化的关系，两边都有质量，可以约去，不需要天平．故C正确，A、B、D错误．
故选：C．
（2）为了减小阻力的影响，重锤选择质量大，体积小的，即密度大的，所以选择质量为100g的铅锤．故选：B．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0061+0.0099}{0.04}=0.40m/s$，${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.0177+0.0215}{0.04}=0.98m/s$，
从B到E过程中，重锤动能变化量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=0.80J，
从B到E过程中，重锤动能变化量△E_k=mgh_BE=0.83J，所以△E_k＜W
（4）实验中产生误差的主要原因是，纸带与打点计时器间存在在摩擦，还存在空气阻力作用．
故答案为：
（1）C，
（2）B，
（3）0.40m/s，0.98m/s，0.80J，0.83J，＜．
（4）纸带与打点计时器间存在在摩擦，存在空气阻力

点评 解决本题的关键知道实验的原理，以及掌握数据处理的方法，实验原理是数据处理方法和误差分析的基础．