Question

【题目】为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”某同学到实验室找到下列器材：长木板一端带有定滑轮、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、交流电源频率为。实验装置如图甲所示，请完成下列问题：

小明同学在实验中获得一条纸带并用刻度尺进行测量，如图乙所示，则AB间距离为______cm。

小红同学用质量为50g的钩码做此实验，获得一条纸带，他将纸带上打的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、相邻两个计数点间还有四个点未画，如图丙所示。该同学测量出计数点0到计图丙数点3、4、5的距离，并标在图丙上。如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为______J，小车的动能增量为______J.取重力加速度，结果均保留两位有效数字

由中数据发现，小红同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，且对其他的点如2、3、5点进行计算的结果与“4”计数点结论相似。你认为产生这种实验结果的主要原因有______。

A.先释放小车再接通电源

B.钩码的质量没有远大于小车的质量

C.没有考虑钩码动能的增加

D.没有平衡小车与长木板间及纸带与打点计时器间的摩擦力

Answer 1

【答案】(1)6.25 (2)0.059 0.034 (3)CD

【解析】

(1)打点计时器是一种计时仪器，使用交流电源；

(2)将砝码重力当作小车所受合外力，根据功的定义可以正确解答，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第4个点的速度大小，进一步求出其动能大小；

(3)实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善，没有平衡摩擦力导致的系统误差，一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差，可以从这两个方面进行分析。

（1）毫米刻度尺的读数要读到毫米的下一位，即要估读到毫米的下一位，所以，其中最后的5是估读的；

（2）小车在钩码的拉动下从点所做的功，由功的公式来求：

由运动学公式先求：。

增加的动能。

（3）从计算结果来看，小车动能的增加小于拉力所做的功，这是系统误差造成的，由以下提供的答案来看，先释放小车后通电及拉力没有近似等于钩码的重力等这是偶然误差造成的，只有CD是系统误差造成的，显然钩码动能也增加了，还有纸带的阻力没有考虑等，这才是造成增加动能稍小的原因，故选CD。