问题 问答题

如图1所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:

①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做______运动.

②连接细绳及托盘,放人砝码,通过实验得到图2所示的纸带.纸带上0为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg.

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).

O-BO-CO-DO-EO-F
W/J0.04320.05720.07340.0915______
△Ek/J0.04300.05700.07340.0907______
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=△Ek,与理论推导结果一致.

③实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为______kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位).

答案

①为保证拉力等于小车受到的合力,需平衡摩擦力,即将长木板左端适当垫高,轻推小车,小车做匀速直线运动;

②拉力的功为:W=F•xOF=0.2N×0.5575m=0.1115J;

F点的瞬时速度为:vF=

OG-OE
2T
=
0.6677m-0.4575m
2×0.1s
=1.051m/s;

故F点的动能为:EKF=

1
2
m
v2F
=
1
2
×0.2×1.0512J=0.1105J;

③砝码盘和砝码整体受重力和拉力,从O到F过程运用动能定理,有:[(M+m)g-F]xOF=EKF

代入数据解得:m=0.015kg;

故答案为:①匀速直线;   ②0.1115,0.1105;  ③0.015.

选择题
填空题