【題目】某同學(xué)為探究合力做功與物體動能改變的關(guān)系,設(shè)計了如下實驗,他的操作步驟是:

①按圖擺好實驗裝置,其中小車質(zhì)量M=0.20 kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05 kg。

②釋放小車,然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f=50 Hz),打出一條紙帶。

(1)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條,如圖所示。

把打下的第一點記作0,然后依次取若干個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出,用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d1=0.0041 m,d2=0.055 m,d3=0.167 m,d4=0.256 m,d5=0.360 m,d6=0.480 m…,他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.8 m/s2)作為小車所受合力算出打下0點到打下第5點合力做功W________________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),把打下第5點時小車動能作為小車動能的改變量,算得Ek________________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)此次實驗探究的結(jié)果,他沒能得到合力對物體做的功等于物體動能的增量,且誤差很大。通過反思,他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是________________

A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

B.沒有平衡摩擦力,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C.釋放小車和接通電源的次序有誤,使得動能增量的測量值比真實值偏小

D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因

【答案】0.176 J 0.125 J AB

【解析】

1)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)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出第5個點的速度大小,進(jìn)一步求出其動能大;

2)實驗誤差主要來自兩個方面一是由實驗原理不完善導(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,可以從這兩個方面進(jìn)行分析.

解答:解:(1)根據(jù)題意物體所受合外力為:F=mg=0.05×9.8=0.49N,

根據(jù)功的定義可知:W=Fs=mgh=0.176J;

根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出第5個點的速度大小為:

v=(d6-d4)/2T

(其中T=5×1/f=5/f

動能公式為:Ek=

mv2/2= Mf2(d6-d4)2/200

故答案為:0.176;Mf2(d6-d4)2/200

2A、設(shè)繩子上拉力為F,對小車根據(jù)牛頓第二定律有:

對小車:F=Ma ①

對鉤碼有:mg-F=ma ②

F=" mgM/(M+m)=" mg/(1+m/M)

,由此可知當(dāng)M>>m時,鉤碼的重力等于繩子的拉力,因此當(dāng)鉤碼質(zhì)量太大時,會造成較大誤差,故A正確;

B、實驗中要進(jìn)行平衡摩擦力操作,若沒有平衡摩擦力直接將鉤碼重力做的功當(dāng)做小車合外力做的功,會造成較大誤差,故B正確;

C、釋放小車和接通電源的順序有誤,影響打點多少,不一定會使動能的測量偏小,故C錯誤;

D、距離的測量產(chǎn)生的誤差不是該實驗產(chǎn)生的主要誤差,故D錯誤.

故選AB

練習(xí)冊系列答案
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A. B知,BF成正比,與IL成反比

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針北極所受磁場力的方向

C. B知,若一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場力,則說明該處一定無磁場

D. 若長為L、通有電流為I的導(dǎo)體在某處受到的磁場力為F,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為

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1為了使帶電粒子不打在擋板上,粒子源到擋板的距離d應(yīng)滿足什么條件?

2若粒子源到擋板的距離,且己知沿某一方向射出的粒子恰好經(jīng)過擋板的P點后最終又打在擋板上,求這個粒子從O點射出時的速度方向;

3若粒子源到擋板的距離,粒子打到擋板左、右表面上的長度之比是多少?

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圖(b)為某次實驗得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為____m/s2保留兩位有效數(shù)字

探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時,保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

根據(jù)上表數(shù)據(jù),為直觀反映F不變時am的關(guān)系,請在圖方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)變量建立坐標(biāo)系,并作出相應(yīng)的圖線______,根據(jù)所作出的圖線,可以得出的結(jié)論是______。

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A. 電流表的示數(shù)為1 A

B. 電壓表的示數(shù)約為6 V

C. 電路輸出功率為4 W

D. 電源內(nèi)阻為2 Ω

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B. 渡河的時間可能少于50s

C. 以最短時間渡河時,它沿水流方向的位移大小為200m

D. 以最短位移渡河時,位移大小為150m

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求小球離開出口B到與擋板碰撞所用的時間

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