Question

某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置來(lái)研究有關(guān)做功的問(wèn)題．

（1）在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)紙帶，如圖是在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)程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，則小車(chē)的加速度為

0.95

m/s²，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為E_K=

0.50

J，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到打擊B點(diǎn)時(shí)，繩的拉力對(duì)小車(chē)做功W=

0.52

J．（答案均保留2位有效數(shù)字）（g=10m/s²）
（2）在第（1）中繩的拉力對(duì)小車(chē)做功W和小車(chē)獲得的動(dòng)能EK不相等，請(qǐng)你舉出一個(gè)導(dǎo)致不相等的原因

摩擦力未平衡，或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車(chē)的加速度，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：（1）x_AB=51.55-42.05cm=9.50cm，x_BC=62.00-51.55cm=10.45cm．
根據(jù)△x=aT²得，a=

xBC-xAB

T2

=

(10.45-9.50)×10-2

0.01

m/s2=0.95m/s²．
B點(diǎn)的速度vB=

xAC

2T

=

(62.00-42.05)×10-2

0.2

m/s=0.9975m/s，小車(chē)的動(dòng)能Ek=

1

2

Mv2=

1

2

×1×0.99752≈0.50J．
繩子拉力對(duì)小車(chē)做功的大小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）0.95，0.50，0.52 （2）摩擦力未平衡，或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力

點(diǎn)評(píng)：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．