Question

【題目】在探究動能定理的實驗中，將小車放在一端有滑輪的長木板上，讓紙帶穿過打點計時器，一端固定在小車上。實驗中平衡摩擦后，小車的另一端用細線掛鉤碼，細線繞過固定在長木板上的定滑輪，線的拉力大小就等于鉤碼的重力，這樣就可以研究拉力做功和小車動能的關系。已知所掛鉤碼的質量m＝1.0×10－2 kg，小車的質量m0＝8.5×10－2 kg(取g＝10 m/s2)。

(1)若實驗中打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02 s，每三個計時點取一個計數點，O點是打點起點，則打B點時，小車的速度vB＝______ m/s，小車的動能EkB＝______ J。從鉤碼開始下落至B點，拉力所做的功是________J。

(2)根據紙帶算出相關各點的速度v，量出小車運動距離s，則以為縱軸，以s為橫軸畫出的圖線應是圖中的________，圖線的斜率表示小車的________________（填“質量”或“加速度”）。

Answer 1

【答案】0.2 1.7×10－3 J 1.76×10－3 J C 重力加速度

【解析】

(1) 利用勻變速直線運動的推論可知，打B點時的瞬時速度等于AC間的平均速度，則有：

小車的動能

＝m0vB2＝1.7×10－3 J

拉力做的功

W＝Ts＝mgsOB＝1.76×10－3 J

結論：在實驗誤差允許范圍內，拉力所做的功等于物體動能的增加。

(2)由可得：，故圖象為一次函數，故C正確，由于線的拉力大小等于鉤碼的重力即滿足，所以圖線的斜率表示重力加速度。