Question

（Ⅰ）某同學(xué)在做探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：

A.按（a）擺好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M=0．5kg，鉤碼總質(zhì)量m=0．30kg.

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

他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，進(jìn)行長度測量，且經(jīng)檢查測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后，他把鉤碼重力（當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9．8m／s²）作為小車所受合力算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W=0.176 J，把打下第5點(diǎn)時小車動能作為小車動能的改變量，算得E_k=0.125J．

此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)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(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是          ．

A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實(shí)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(shí)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(shí)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(chǎn)生此誤差   的重要原因

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

（1）這五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是（填A(yù)、B、C、D或E）點(diǎn)讀數(shù)________.

（2）該同學(xué)用重錘在OC段的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，OC距離用h來表示，他用v_C=計(jì)算與C點(diǎn)對應(yīng)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(diǎn)到某計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離用h表示，重力加速度為g，該點(diǎn)對應(yīng)重錘的瞬時速度為v，則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為________________.

（4）若重錘質(zhì)量m=2.00×10^-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s²，由圖中給出的數(shù)據(jù)，可得出從O點(diǎn)到打下D點(diǎn)，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(shù)字）.

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）ABC  （Ⅱ）（1）讀數(shù)_ 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(dāng)作小車所受的拉力，這是不對的，因?yàn)殂^碼的重力是鉤碼與小車系統(tǒng)的合外力，使系統(tǒng)產(chǎn)生共同的加速度。而繩子對小車的拉力只是使小車產(chǎn)生加速度，二力并不相等，重力大于拉力。所以計(jì)算拉力對小車做的功結(jié)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(shí)值偏大太多，B正確，若該同學(xué)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(shí)值偏大，從圖中我們可得該同學(xué)是用的毫米刻度尺，D錯誤，

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

（2）O點(diǎn)是起點(diǎn)，但不一定是速度為零的點(diǎn)，所以這種做法不對.

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為=gh

（4）根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動規(guī)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(shù)字）

考點(diǎn)：考查了“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)以及驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)評：本題的關(guān)鍵是理解兩個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，以及需要用到的運(yùn)動學(xué)規(guī)律