Question

【題目】為驗(yàn)證“拉力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”某同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室找到下列器材：長木板一端帶有定滑輪、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、質(zhì)量為200g的小車、質(zhì)量分別為10g、30g和50g的鉤碼、細(xì)線、交流電源頻率為。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，請完成下列問題：

小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶并用刻度尺進(jìn)行測量，如圖乙所示，則AB間距離為______cm。

小紅同學(xué)用質(zhì)量為50g的鉤碼做此實(shí)驗(yàn)，獲得一條紙帶，他將紙帶上打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為“0”，且認(rèn)為打“0”時(shí)小車的速度為零，其后依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫，如圖丙所示。該同學(xué)測量出計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)圖丙數(shù)點(diǎn)3、4、5的距離，并標(biāo)在圖丙上。如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)作小車所受的拉力，則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中，拉力對小車做的功為______J，小車的動(dòng)能增量為______J.取重力加速度，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字

由中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，小紅同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對物體做的功等于物體動(dòng)能增量”的結(jié)論，且對其他的點(diǎn)如2、3、5點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與“4”計(jì)數(shù)點(diǎn)結(jié)論相似。你認(rèn)為產(chǎn)生這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因有______。

A.先釋放小車再接通電源

B.鉤碼的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量

C.沒有考慮鉤碼動(dòng)能的增加

D.沒有平衡小車與長木板間及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力

Answer 1

【答案】(1)6.25 (2)0.059 0.034 (3)CD

【解析】

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，使用交流電源；

(2)將砝碼重力當(dāng)作小車所受合外力，根據(jù)功的定義可以正確解答，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出第4個(gè)點(diǎn)的速度大小，進(jìn)一步求出其動(dòng)能大小；

(3)實(shí)驗(yàn)誤差主要來自兩個(gè)方面一是由實(shí)驗(yàn)原理不完善，沒有平衡摩擦力導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，一是由數(shù)據(jù)測量如測量距離等導(dǎo)致的偶然誤差，可以從這兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

（1）毫米刻度尺的讀數(shù)要讀到毫米的下一位，即要估讀到毫米的下一位，所以，其中最后的5是估讀的；

（2）小車在鉤碼的拉動(dòng)下從點(diǎn)所做的功，由功的公式來求：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式先求：。

增加的動(dòng)能。

（3）從計(jì)算結(jié)果來看，小車動(dòng)能的增加小于拉力所做的功，這是系統(tǒng)誤差造成的，由以下提供的答案來看，先釋放小車后通電及拉力沒有近似等于鉤碼的重力等這是偶然誤差造成的，只有CD是系統(tǒng)誤差造成的，顯然鉤碼動(dòng)能也增加了，還有紙帶的阻力沒有考慮等，這才是造成增加動(dòng)能稍小的原因，故選CD。