Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究功與動(dòng)能變化的關(guān)系，在豎直墻上的A點(diǎn)安裝一個(gè)拉力傳感器，用不可伸長(zhǎng)的輕繩一端與質(zhì)量m=1kg的小球C連接，另一端繞過(guò)定滑輪B與傳感器連接，定滑輪B視為質(zhì)點(diǎn))與A等高，BD為水平線，測(cè)出B、C間繩長(zhǎng)l=1m，實(shí)驗(yàn)時(shí)，使繩處于繃直狀態(tài)，將小球從距離BD線高度為h處由靜止釋放，從拉力傳感器中記錄小球擺動(dòng)過(guò)程中拉力的最大值為F，改變h的值，記錄下相應(yīng)的最大拉力F，重力加速度g=9.8m/s2.

(1)某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)h=0.6m時(shí)，對(duì)應(yīng)的F=17.6N，則小球的最大動(dòng)能為___________J；從釋放點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中合力對(duì)小球所做的功為___________J.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(2)請(qǐng)根據(jù)(1)中實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出F與h的函數(shù)關(guān)系式為F=___________.(用相應(yīng)的字母符號(hào)表示)

Answer 1

【答案】3.90 3.92

【解析】

第一空．小球從靜止釋放繞著B點(diǎn)擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有：，可得，代入數(shù)據(jù)可得.

第二空．擺動(dòng)過(guò)程只有重力做功，則.

第三空．根據(jù)小球擺動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理，最低點(diǎn)的牛頓第二定律，聯(lián)立可得：.