Question

【題目】如圖甲所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

(1)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運(yùn)動(dòng)．

(2)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg.

請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化ΔEk，補(bǔ)填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第四位).

	O－B	O－C	O－D	O－E	O－F
W/J	0.043 2	0.057 2	0.073 4	0.091 5
ΔEk/J	0.043 0	0.057 0	0.073 4	0.090 7

分析上述數(shù)據(jù)可知：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．

(3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7×10－3 kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為________ kg.(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后第三位)

Answer 1

【答案】(1)勻速直線(或勻速)　(2)0.111 5　0.110 5 (3)0.015

【解析】(1)若已平衡摩擦力，則小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

(2)從紙帶上的O點(diǎn)到F點(diǎn)，W＝F·＝0.2×0.557 5 J＝0.111 5 J，打F點(diǎn)時(shí)速度vF＝＝m/s＝1.051 m/s

ΔEk＝Mv＝×0.2×1.0512J≈0.110 5 J.

(3)打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為

vB＝＝m/s＝0.655 5 m/s

所以小車的加速度a＝＝m/s2≈0.99 m/s2

小車所受的拉力F＝(m0＋m)(g－a)，所以盤中砝碼的質(zhì)量m＝－m0＝kg－7.7×10－3 kg≈0.015 kg.