Question

【題目】如圖所示，某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進行“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗：

(1)為達到平衡阻力的目的，取下細繩及托盤，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______________運動．

(2)連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到下圖所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1 s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg.請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化ΔEk。補填表中空格_______；__________.(結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位).

	O—B	O—C	O—D	O—E	O—F
W/J	0.0432	0.0572	0.0734	0.0915
ΔEk/J	0.0430	0.0570	0.0734	0.0907

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

(3)實驗前已測得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實驗時該組同學放入托盤中的砝碼質(zhì)量應為_______________kg(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位)．

Answer 1

【答案】勻速直線 0.1115 0.1105 0.015

【解析】

(1)物塊平衡阻力需要依靠自身的重力的分力來平衡，所以物塊所受合外力為零，做勻速直線運動；

(2)根據(jù)功的公式求出合外力做功的大小，結(jié)合某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點的速度，從而得出動能的變化量；

(3)根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度，對砝碼和砝碼盤分析，根據(jù)牛頓第二定律求出砝碼的質(zhì)量。

(1)[1]物塊所受合外力為零時，物塊所受阻力和重力的分力平衡，達到平衡阻力的目的，故物塊應該做勻速直線運動；

(2)[2]合力做功：

[3]點的速度：

故點的動能為：

(3)[4]根據(jù)，運用逐差法得：

由牛頓第二定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：