Question

（2013?懷化二模）某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：
①擺好實驗裝置如圖所示．
②將質(zhì)量為200g的小車?yán)�到打點計時器附近，并按住小車．
③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上．
④釋放小車，打開電磁打點計時器的電源，打出一條紙帶．
（1）在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條．經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：
①第一個點到第N個點的距離為40.0cm．
②打下第N點時小車的速度大小為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

0.20

 J，小車動能的增量為

0.10

 J．
（2）此次實驗探究結(jié)果，他沒能看到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大．顯然，在實驗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)的實驗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：

小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，沒有平衡摩擦力

．

Answer 1

分析：（1）將砝碼重力當(dāng)作小車所受合外力，根據(jù)功的定義可以正確解答，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出第5個點的速度大小，進(jìn)一步求出其動能大��；
（2）實驗誤差主要來自兩個方面一是由實驗原理不完善，沒有平衡摩擦力導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，一是由數(shù)據(jù)測量如測量距離等導(dǎo)致的偶然誤差，可以從這兩個方面進(jìn)行分析．

解答：解：（1）從打下第一點到打下第N點拉力對小車做的功：W=mgs=0.20J；
小車的動能增量為：△E_K=

1

2

Mv2=0.10J．
（2）該實驗產(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=

M

M+m

mg，
由此可知當(dāng)M＞＞m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，顯然該實驗中沒有滿足這個條件；另外該實驗要進(jìn)行平衡摩擦力操作，否則也會造成較大誤差．
故答案為：（1）0.20，0.10，（2）小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，沒有平衡摩擦力

點評：明確實驗原理往往是解決實驗問題的關(guān)鍵，該實驗的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實驗類似可以類比學(xué)習(xí)．