Question

在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某同学用1kg的小车，在平衡摩擦力之后，挂上40g的小砂桶后，小车拖动纸带并打出一系列的点．图中的纸带只是打出的纸带的一部分，所标注的点是计时器每打5点所取的一个计数点，测量数据如图．则：（所用交流电的频率为50Hz，重力加速度g=9.80m/s²）
（1）b点所对应的小车运动的动能为    J；
（2）从b点到e点，小车动能的增加量为    J；
（3）从b点到e点，砂桶对小车做功    J．

Answer

小车在沙桶拉力作用下做匀加速直线运动，根据匀加速运动的特点：物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求出b、e点的速度，然后由动能的计算公式求出小车在b、e点的动能，求出从b点到e点小车动能的增加量；由动能定理求出沙桶对小车做的功．
【解析】
由题意可知，计数点间的时间间隔t=×5=0.1（s），小车做匀加速直线运动；
（1）b点所对应的小车的速度vb====33.75cm/s=0.3375m/s，
小车的动能Ekb=mvb2=×1kg×（0.3375m/s）2≈0.057J；
（2）b点所对应的小车的速度ve====46.5cm/s=0.465m/s，
小车的动能Eke=mve2=×1kg×（0.465m/s）2≈0.108J；
△Ek=Eke-Ekb=0.108J-0.057J=0.051J；
（3）由动能定理得：从b点到e点，砂桶对小车做功W=Eke-Ekb=0.108J-0.057J=0.051J；
故答案为：（1）0.057；（2）0.051；（3）0.051．