Question

【題目】某研究小組用如圖所示實驗器材驗證動能定理。他們將兩光電門固定在力學(xué)軌道上，兩光電門之間的距離為l，質(zhì)量為M的小車與質(zhì)量為m的回形針通過細(xì)線和滑輪相連接（Mm），實驗中用回形針拉動小車在軌道上運動。如圖所示，記錄下小車通過兩光電門的時間分別為t1和t2，測出擋光片的寬度為d，即可驗證恒力做功的動能定理。

（1）為了減小實驗誤差，研究小組通過選擇合適質(zhì)量的回形針，提高實驗精度。研究小組選取122.9g的小車和不同質(zhì)量的回形針進行實驗，得到如下表所示的實驗結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)看出，回形針的質(zhì)量越小，實驗誤差____________。

表：回形針質(zhì)量與實驗誤差的關(guān)系

小車的質(zhì)量/g	回形針質(zhì)量/g	實驗誤差n
122.9	17.0	6.59%
	12.3	6.15%
	8.0	5.40%
	5.2	5.29%

（2）研究小組以小車為研究對象，在實驗中不考慮摩擦影響，若能獲得等量關(guān)系式

是____________（用t1、t2、d、M、m、l表示），即可驗證恒力做功的動能定理。

（3）為進一步減小實驗誤差，研究小組繼續(xù)減少回形針質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)實驗誤差反而增大了。你認(rèn)為造成的原因是____________。

Answer 1

【答案】 越小 由于小車的速度太小，軌道摩擦的影響會增大（只要答到“軌道摩擦的影響會增大”就給分）

【解析】(1)直接由表中數(shù)據(jù)可得回形針質(zhì)量越小,誤差越小；

(2)近似認(rèn)為繩子拉力等于回形針的重力,根據(jù)動能定理,可得,擋光片經(jīng)過光電門的時間很短,可認(rèn)為平均速度即為 瞬時速度,即,,代入可得關(guān)系式；

(3)回形針的質(zhì)量越小繩子拉力越小,小車的加速度就越小,當(dāng)不滿足繩子拉力遠(yuǎn)大于摩擦力時,摩擦力不可忽略,動能定理的方程為,實驗誤差反而增大。