Question

【題目】某實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置“探究合外力做功與動能變化的關系”，其中小車和沙桶的質量分別為M、m，打點計時器所用的交流電源的頻率為f。接通電源待打點計時器打點穩定時，由靜止釋放小車，通過打點計時器打下一條紙帶，該小組的同學多次完成上述操作，并從其中選擇了一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示。選出的計數點如圖所示，其中相鄰兩計數點間還有4個點未標出，經測量計數點1、2、3、4、5、6距離0點的間距分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6。回答下列問題：

(1)該小組的同學在處理數據時，將沙桶的重力作為小車的合外力，則打下第5個計數點時合外力對小車所做的功為________，此時小車的動能為________(以上各空均用題中已給的字母表示)。

(2)通過計算可知，合外力對小車所做的功與小車動能的變化量有很大的差值，試分析誤差的原因________________。(寫出一條即可)

Answer 1

【答案】 (1)mgd5 (2)沒有平衡摩擦力或沙桶的質量太大

【解析】（1）若用沙桶的重力作為小車受的合力，則F合＝mg，從0點到打第5點時水平位移x＝d5，所以W＝F合x＝mgd5；打第5點時小車動能， ，式中Δt為5個時間間隔，即Δt＝ ，故 .

（2）誤差原因：沒有平衡摩擦力或沙桶的質量太大；