Question

【題目】某同學采用如圖所示的裝置進行了有關(guān)“動能定理”研究的實驗。其步驟如下：

①按圖把實驗器材安裝好，不掛配重，反復移動墊木直到小車能夠做勻速直線運動；

②把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為100 g的配重，接通電源，放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點，從紙帶上某點A開始，每隔4個點取一個計數(shù)點，依次標為B、C、D……；

③測量出B、C、D……各點與A點的距離，分別記為x1、x2、x3……；

④用配重受到的重力分別乘以x1、x2、x3……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3……（當?shù)刂亓�加速�?/span>g=9.8 m/s2）；

⑤求出打B、C、D……各點時小車的速度大小，分別記為v1、v2、v3……，再求出其平方、、……；

⑥以速度的平方v2為縱坐標，配重重力所做的功W為橫坐標，作出圖象。

（以下計算均保留兩位小數(shù)）

（1）在步驟4中，該同學測得x4=40.00 cm，則配重重力所做的功W4=______J。

（2）該同學得到的圖象如圖所示。通過圖象可知，打A點時小車的速度v0=_______m/s。

（3）小車的質(zhì)量M=________kg。

Answer 1

【答案】0.39 0.50 0.30

【解析】

（1）配重物體的重力即為小車所受合外力，據(jù)此可正確解答本題．

（2）根據(jù)題意可知，圖象上的縱軸截距就是對應的就是v02 ，據(jù)此可求出打A點時對應小車的速度v0大�。�

（3）結(jié)合圖象，根據(jù)功能關(guān)系可求出小車質(zhì)量大�。�

（1）配重重力做功為：W=mgx4=0.1×9.8×0.4≈0.39J
（2）由圖可知，縱軸截距對應的就是打A點速度的平方，因此有：vA2 =0.25，所以有：vA=0.50m/s．
（3）根據(jù)動能定理：

可得：，所以圖象的斜率：，代入數(shù)據(jù)得：m=0.30kg．