Question

某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg.

②释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源频率为50Hz)，打出一条纸带．

(1)他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示，把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点(图中未画出)，用刻度尺测得各计数点到O点距离分别为d₁=0.004m，d₂=0.055m，d₃=0.167m，d₄=0.256 m，d₅=0.360 m，d₆=0.480m，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8 m／s²，算出从打O点到打“4”点这一过程中合力做功W=     J(结果保留三位有效数字)，把打“4”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得E_k=      J(结果保留三位有效数字)．

(2)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差很大，通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是          。

A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；

B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；

C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小；

D．计算“4”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s．

Answer

（1）0.125 Ek=0.0931（2）AB

【解析】

试题分析：（1）从打O点到打“5”点这一过程中合力做功：

W=Fs=mgh=mgd5=0.05×9.8×0.360≈0.176J；

由题意知，计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，

做匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，

打第5个点的速度：，

打“5”点时小车的动能作为小车动能的改变量，；

（2）A、钩码质量太大，使得合外力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故A正确；

B．没有平衡摩擦力，使得合外力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故B正确；

C．释放小车和接通电源的次序有误，对实验结果没有影响，故C错误；

D．计算“4”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取了0.08s，使所测速度偏大，会对实验造成影响，但不会使实验结果偏差很大，故D错误；

考点：探究合力做功与物体动能改变的关系.