Question

17．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，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做勻速直線運(yùn)動．
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)動起始時刻所打的點(diǎn)，選取時間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．實(shí)驗(yàn)時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg．請計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化△E_k，補(bǔ)填表中空格里（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	0.0432	0.0572	0.0734	0.0915
△Ek/J	0.0430	0.0570	0.0734	0.0907

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=△E_k，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．

Answer 1

分析 ①小車做勻速直線運(yùn)動，相等時間內(nèi)的位移相等；
②合力的功等于拉力與位移的乘積；F點(diǎn)速度等于EG段的平均速度，求解出速度后再求解動能；

解答 解：①為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力，當(dāng)紙帶上每2個點(diǎn)之間的距離相等時，小車做勻速直線運(yùn)動；
②拉力的功為：W=F•x_OF=0.2N×0.5575m=0.1115J；
F點(diǎn)的瞬時速度為：v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{66.77-45.75}{2×0.1}×1{0}^{-2}$=1.051m/s；
故F點(diǎn)的動能為：E_K=$\frac{1}{2}$mv_F²=$\frac{1}{2}$×0.2×1.0512=0.1105J．
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=△E_k，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致；
故答案為：①勻速直線；
②

	O-B	O-C	O-D	O-E	O-F
W/J	0.0432	0.0572	0.0734	0.0915	0.1115
△Ek/J	0.0430	0.0570	0.0734	0.0907	0.1105

在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，物體合外力做功等于物體動能的變化．

點(diǎn)評 要明確此題在驗(yàn)證合外力的功與動能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測量的物理量及實(shí)驗(yàn)時的注意事項(xiàng)；本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，會通過紙帶求解速度和加速度，不難．