Question

1．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖實(shí)58甲所示的裝置來(lái)研究有關(guān)做功的問(wèn)題．
（1）如圖甲所示，在保持M＞7m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，在控制小車(chē)質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)紙帶，已知交流電的頻率為50Hz．圖乙是在m=100g、M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過(guò)程中3個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)沒(méi)有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示，則打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的動(dòng)能E_k=0.50 J，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到打B點(diǎn)時(shí)，繩的拉力對(duì)小車(chē)做的功W=0.52 J．（保留2位有效數(shù)字，g取9.8m/s²）
（2）在第（1）問(wèn)中，繩的拉力對(duì)小車(chē)做的功W大于小車(chē)獲得的動(dòng)能E_k，請(qǐng)你舉出導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因：摩擦沒(méi)有完全抵消；砂與砂桶的重力大于繩的拉力．（寫(xiě)出一種即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)時(shí)的速度，從而求出小車(chē)此時(shí)的動(dòng)能．根據(jù)拉力的大小，結(jié)合移動(dòng)的位移求出拉力做功的大小．
（2）繩子對(duì)小車(chē)做功與小車(chē)獲得的動(dòng)能不等的原因有：摩擦力未平衡，或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力．

解答 解：由平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可知，B點(diǎn)的速度為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{（62.00-42.05）}{0.2}$cm/s=99.75cm/s=0.9975m/s，
小車(chē)的動(dòng)能為：E_k=$\frac{1}{2}$Mv²=$\frac{1}{2}$×1×0.9975²≈0.50J．
繩子拉力對(duì)小車(chē)做功的大小為：W=mgx=0.1×10×0.5155J≈0.52J．
（2）繩子拉力對(duì)象小車(chē)做功大于小車(chē)或的動(dòng)能，可能的原因是摩擦力未平衡，或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力．
故答案為：（1）0.50，0.52；（2）摩擦沒(méi)有完全抵消；砂與砂桶的重力大于繩的拉力

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶處理的方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，以及知道實(shí)驗(yàn)誤差形成的原因，明確阻力作用所帶來(lái)的影響．