Question

【題目】某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：

A．?dāng)[好實(shí)驗(yàn)裝置如圖．

B．將質(zhì)量為200g的小車?yán)�到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車．

C．在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線P上．

D．釋放小車，打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶．

①在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0cm；打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s．該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為______J，小車動能的增量為______J．

②此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是______．

Answer 1

【答案】0.196 0.100 a.小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；b.沒有平衡摩擦力；c.操作D錯誤，應(yīng)先接通電源，使電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放小車

【解析】

（1）從打下第一點(diǎn)到打下第N點(diǎn)拉力對小車做的功：W=mgs=0.196J；
小車的動能增量為：△EK＝Mv2＝0.100J．
（2）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma ②
F＝mg，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，顯然該實(shí)驗(yàn)中沒有滿足這個(gè)條件；另外該實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行平衡摩擦力操作，否則也會造成較大誤差．另外操作D錯誤，應(yīng)先接通電源，使電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放小車.