Question

【題目】某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是：

A．擺好實驗裝置如圖．

B．將質量為200g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車．

C．在質量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質量為50g的鉤碼掛在拉線P上．

D．釋放小車，打開打點計時器的電源，打出一條紙帶．

①在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個點到第N個點的距離為40.0cm；打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s．該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為______J，小車動能的增量為______J．

②此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是______．

Answer 1

【答案】0.196 0.100 a.小車質量沒有遠大于鉤碼質量；b.沒有平衡摩擦力；c.操作D錯誤，應先接通電源，使電磁打點計時器工作穩(wěn)定后再釋放小車

【解析】

（1）從打下第一點到打下第N點拉力對小車做的功：W=mgs=0.196J；
小車的動能增量為：△EK＝Mv2＝0.100J．
（2）該實驗產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，設繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma ②
F＝mg，由此可知當M＞＞m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，顯然該實驗中沒有滿足這個條件；另外該實驗要進行平衡摩擦力操作，否則也會造成較大誤差．另外操作D錯誤，應先接通電源，使電磁打點計時器工作穩(wěn)定后再釋放小車.