Question

某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如图所示的实验．他的操作步骤如下：A．按图

某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如图所示的实验．他的操作步骤如下：A．按图示装置安装好实验器材；B．在质量为10克、20克、50克的三种钩码中，他挑选了一个质量为50克的钩码挂在细线P的下端；C．将质量为200克的小车靠近打点计时器，并用手按住；D．先接通打点计时器的电源，再释放小车，打出一条纸带；E．重复上述实验操作，再打几条纸带．（1）在多次实验得到的纸带中，他选出了一条自认为满意的纸带，经测量和计算得到如下实验数据：①纸带上第一个点到第N个点的间距为40.00cm；②打下第N个点时，小车的瞬时速度大小为1.20m/s该同学将钩码所受的重力当作细线对小车的拉力，计算出从打下第一个点到打下第N个点的过程中，细线拉力对小车所做的功为______J，小车的动能增加量为______J．（当地重力加速度g取9.8m/s 2 ，计算结果均保留三位有效数字）（2）此次实验探究结果误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了某些能够产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作步骤帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是：①______；②______．

Answer 1

（1）重力做的功为：W=mgh=0.05kg×9.8N/kg×0.4m=0.196J； （2）动能增加量为： △E k = 1 2 m v 2 = 1 2 ×0.2×1． 2 2 J=0.144J ； （3）对小车受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力； 勾码加速下滑，处以失重状态，故其对细线的拉力小于其重力，加速度越小，拉力与重力越接进； 故应该使勾码的质量远小于小车的质量，即m＜＜M； 由于摩擦力的影响，拉力不等于合力，故应该将不带滑轮的一段适当垫高，是重力的下滑分力恰好等于摩擦力，即平衡摩擦力． 故答案为：（1）0.196；  （2）0.144；（3）①未平衡摩擦力或平衡不够；②不满足m＜＜M条件．