Question

5．如圖甲所示，某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關系”的相關實驗思想、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勻速直線運動．
（2）連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖乙所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G．實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg．請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化△E_k，補填表中空格（結果保留至小數(shù)點后第三位）．

	O-B	O-C	O-D	O-E	O-F
W/J	0.043	0.057	0.073	0.091
△Ek/J	0.043	0.057	0.073	0.090

Answer 1

分析 （1）為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力；
（2）合力的功等于拉力與位移的乘積；F點速度等于EG段的平均速度，求解出速度后再求解動能，

解答 解：（1）為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力，即將 長木板左端適當墊高，輕推小車，小車做勻速直線運動；
②推力的功為：$W=F•{x}_{CF}^{\;}=0.2N×0.5575m=0.112J$；
F點的瞬時速度為：${v}_{F}^{\;}=\frac{OG-OE}{2T}=\frac{0.6677m-0.4575m}{2×0.1s}=1.051m/s$；
故F點的動能為：${E}_{kF}^{\;}=\frac{1}{2}m{v}_{F}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1.05{1}_{\;}^{2}J=0.110J$
故答案為：（1）勻速直線 （2）0.112J      0.110J

點評 為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力；合力的功等于拉力與位移的乘積；F點速度等于EG段的平均速度，求解出速度后再求解動能；對砝碼盤和砝碼整體從O到F過程運用動能定理列式求解即可．