Question

【题目】如图所示，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，放入砝码，通过实验得到下图所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk。补填表中空格_______；__________.(结果保留至小数点后第四位).

	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

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔEk，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9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．

Answer 1

【答案】匀速直线 0.1115 0.1105 0.015

【解析】

(1)物块平衡阻力需要依靠自身的重力的分力来平衡，所以物块所受合外力为零，做匀速直线运动；

(2)根据功的公式求出合外力做功的大小，结合某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度，从而得出动能的变化量；

(3)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，对砝码和砝码盘分析，根据牛顿第二定律求出砝码的质量。

(1)[1]物块所受合外力为零时，物块所受阻力和重力的分力平衡，达到平衡阻力的目的，故物块应该做匀速直线运动；

(2)[2]合力做功：

[3]点的速度：

故点的动能为：

(3)[4]根据，运用逐差法得：

由牛顿第二定律得：

代入数据解得：