Question

【題目】利用如圖甲所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系。小車的質量為M，鉤碼的質量為m，打點計時器的電源為50H的交流電。

(1)實驗操作步驟如下：

①掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調節木板右側的高度，直至向左輕推小車觀察到車做勻速運動；

②掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖乙所示；用刻度尺量出相鄰計數點間的距離△x，記錄在紙帶上。

(2)實驗數據處理及實驗結論

①從圖乙數據可以計算打出計數點“6”時小車的速度v6=___________m/s；(計算結果保留3位有效數字)

②將鉤碼重力mg視為小車受到的拉力F，當地重力速度g=9.80m/s2，利用W=mg△x算出拉力對小車做的功W，利用動能公式Ek=Mv2算出小車動能，求出動能的變化量△Ek。并把計算結果標在△Ek－W坐標中，畫出的圖線如圖丙所示。

③從圖丙中可計算出直線斜率k，從k值大小就可以判斷出實驗預期結論是否正確（實驗預期結論是動能變化等于拉力做功)。若實驗結論與預期結論相符合，則k值為___________(填“k≈1"、“k>1”或“k<1")

(3)實驗結論及應用

實驗結果表明，△Ek總是略小于W。某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。從圖中算出直線斜率為k，以及題中小車質量M和鉤碼質量m就可算出小車受到的實際拉力F，其計算公式是F=___________。

Answer 1

【答案】0.458

【解析】

根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出計數點6的瞬時速度；根據動能定理分析即可；對整體分析，根據牛頓第二定律得出整體的加速度，隔離分析，結合牛頓第二定律得出小車受到的實際拉力；

解：①計數點6的瞬時速度：

③由于已平衡摩擦力，所以小車受到的合外力等于小車受到的拉力F，根據動能定理可得拉力對小車做的功W等于小車動能的變化量，即：，所以在△Ek－W的圖線中的直線斜率；

(3) 根據動能定理可得，直線斜率為；對整體分析，根據牛頓第二定律得，，則小車受到的實際拉力，