Question

（Ⅰ）某同學在做探究“合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.按（a）擺好實驗裝置，其中小車質量M=0．5kg，鉤碼總質量m=0．30kg.

B.先釋放小車，然后接通打點計時器的電源（電源頻率為=50Hz），打出一條紙帶．

他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，進行長度測量，且經檢查測量數據準確無誤后，他把鉤碼重力（當地重力加速度g=9．8m／s²）作為小車所受合力算出打下0點到打下第5點合力做功W=0.176 J，把打下第5點時小車動能作為小車動能的改變量，算得E_k=0.125J．

此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大。通過反思，他認為產生誤差的原因如下，其中正確的是          ．

A．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏大

D．沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產生此誤差   的重要原因

（Ⅱ）該同學在用重錘下落來驗證機械能守恒時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續打下的5個點，打點頻率為50 Hz.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）

（1）這五個數據中不符合有效數字讀數要求的是（填A、B、C、D或E）點讀數________.

（2）該同學用重錘在OC段的運動來驗證機械能守恒，OC距離用h來表示，他用v_C=計算與C點對應的重錘的瞬時速度，得到動能的增加量，這種做法（填“對”或“不對”）___________.

（3）若O點到某計數點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重錘的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為________________.

（4）若重錘質量m=2.00×10^-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s²，由圖中給出的數據，可得出從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為_______________ J，而動能的增加量為____________ J（均保留三位有效數字）.

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）ABC  （Ⅱ）（1）讀數_ B （2）這種做法不對（3）=gh（4）-0.380 J  0.376 J

【解析】

試題分析：（Ⅰ）  把鉤碼的重力當作小車所受的拉力，這是不對的，因為鉤碼的重力是鉤碼與小車系統的合外力，使系統產生共同的加速度。而繩子對小車的拉力只是使小車產生加速度，二力并不相等，重力大于拉力。所以計算拉力對小車做的功結果偏大。A正確，沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多，B正確，若該同學的釋放小車和接通電源的次序有誤，也能使得動能增量的測量值比真實值偏大，從圖中我們可得該同學是用的毫米刻度尺，D錯誤，

（Ⅱ）（1）ACDE的數據都是精確到了0.1mm，而B卻只精確到了mm，所以讀數_ B.有誤

（2）O點是起點，但不一定是速度為零的點，所以這種做法不對.

（3）根據實驗中要驗證的等式為=gh

（4）根據做勻變速直線運動規律可得，然后代入得：重錘重力勢能的減少量為__0.380 J，而動能的增加量為0.376 J（均保留三位有效數字）

考點：考查了“合力做功與物體動能改變的關系”實驗以及驗證機械能守恒實驗

點評：本題的關鍵是理解兩個實驗的實驗原理，以及需要用到的運動學規律