Question

【題目】如圖所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

(1)為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過(guò)調(diào)整墊片的位置，改變長(zhǎng)木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做______________運(yùn)動(dòng)．

(2)連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到下圖所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動(dòng)起始時(shí)刻所打的點(diǎn)，選取時(shí)間間隔為0.1 s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg.請(qǐng)計(jì)算小車所受合外力做的功W和小車動(dòng)能的變化ΔEk。補(bǔ)填表中空格_______；__________.(結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔEk，與理論推導(dǎo)結(jié)果一致．

(3)實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得托盤質(zhì)量為7.7×10－3kg，實(shí)驗(yàn)時(shí)該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為_______________kg(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)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(lái)平衡，所以物塊所受合外力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

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

(3)根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度，對(duì)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(shí)，物塊所受阻力和重力的分力平衡，達(dá)到平衡阻力的目的，故物塊應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

(2)[2]合力做功：

[3]點(diǎn)的速度：

故點(diǎn)的動(dòng)能為：

(3)[4]根據(jù)，運(yùn)用逐差法得：

由牛頓第二定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：