题目内容
16．某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①按图（a）摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．
②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带．
③他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图（b）所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m…，他把钩码重力（当地重力加速度g=10m/s2）作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功．W=0.180J（结果保留三位有效数字），用正确的公式Ek=$\frac{{M{f^2}}}{200}{（{{d_6}-{d_4}}）^2}$（用相关数据前字母列式）把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量，算得Ek=0.125J．
④此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是AB．
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因．
分析 ③将砝码重力当作小车所受合外力，根据功的定义可以正确解答，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小，进一步求出其动能大小；
④实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善导致的系统误差，一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差，可以从这两个方面进行分析．
解答 解：③从打O点到打5点这一过程中合力做功：
W=Fs=mgh=mgd5=0.05×10×0.360=0.180J；
做匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，
打第5个点的速度：v5=$\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{10T}$=$\frac{f（{d}_{6}-{d}_{4}）}{10}$，
此时动能为：
EK=$\frac{1}{2}$mv52=$\frac{{M{f^2}}}{200}{（{{d_6}-{d_4}}）^2}$．
④AB、把钩码的重力当成了小车的合力；实验前没有平衡摩擦力，故AB正确；
C、释放小车和接通电源的顺序有误，影响打点多少，不一定会使动能的测量偏小，故C错误；
D、距离的测量产生的误差不是该实验产生的主要误差，故D错误．．
故答案为：③0.176，$\frac{{M{f^2}}}{200}{（{{d_6}-{d_4}}）^2}$； ④AB．
点评 明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习．
练习册系列答案
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6．
如图所示，一轻绳通过固定在墙边的小滑轮与均匀铁球相连，在水平拉力F作用下，铁球缓缓上升．不计一切摩擦，则在铁球上升的过程中（ ）
如图所示，一轻绳通过固定在墙边的小滑轮与均匀铁球相连，在水平拉力F作用下，铁球缓缓上升．不计一切摩擦，则在铁球上升的过程中（ ）| A． | 球对绳的拉力增大，球对墙的压力增大 | |
| B． | 球对绳的拉力减小，球对墙的压力增大 | |
| C． | 球对绳的拉力增大，球对墙的压力减小 | |
| D． | 球对绳的拉力和墙的压力都减小 |
如图所示，可视为质点的总质量（包括装备）为m=60kg的滑板运动员，从高为H=15m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧BC，圆弧BC半径为R=5m，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间t=2s后又落回轨道．若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道AB段粗糙、BC段光滑．g=10m/s2．（不计过B点时机械能的损耗）求：
4．
如图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b的过程中，电荷的v-t图线如图乙所示，关于a、b两点的电势φa、φb和电场强度Ea、Eb的关系，下列判断正确的是（ ）
如图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b的过程中，电荷的v-t图线如图乙所示，关于a、b两点的电势φa、φb和电场强度Ea、Eb的关系，下列判断正确的是（ ）| A． | φa＜φb | B． | φa＞φb | C． | Ea＜Eb | D． | Ea＞Eb |
11．
不带电导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点，则（ ）
不带电导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点，则（ ）| A． | a点电场强度小于b点电场强度 | |
| B． | a点电势高于b点的电势 | |
| C． | 负检验电荷在a点的电势能比在b点的小 | |
| D． | 正检验电荷从a点移到b点的过程中，电场力做负功 |
8．
如图所示，光滑绝缘水平面上，a，b，c三球在库伦力作用下保持静止，现把b球电荷量减小一半，保持三球位置不变使三球仍在库伦力作用下静止，则a，b，c两球的电荷量变化为（三球均可看做点电荷）（ ）
如图所示，光滑绝缘水平面上，a，b，c三球在库伦力作用下保持静止，现把b球电荷量减小一半，保持三球位置不变使三球仍在库伦力作用下静止，则a，b，c两球的电荷量变化为（三球均可看做点电荷）（ ）| A． | a球电荷量加倍，c球电荷量减半 | B． | a球电荷量加倍，c球电荷量加倍 | ||
| C． | a球电荷量减半，c球电荷量减半 | D． | a球电荷量减半，c球电荷量加倍 |
5．下列说法中符合物理史实的是（ ）
| A． | 玛丽居里首先提出原子的核式结构学说 | |
| B． | 汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分 | |
| C． | 普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念 | |
| D． | 爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 |