Question

9．用轨道小车做探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验：
（1）实验桌上已有如下器材：?打点计时器和交流电源（频率为50HZ），纸袋；?一端带有滑轮的可调倾斜角度的轨道和配套的小车M=250g；?带钩码的细绳；?钩码m；天平（含砝码）
要完成本实验还需要刻度尺；钩码m应选10g（在10g和200g中选一个）．
（2）经调整“平衡摩擦力”后，通过实验得到一端初速度为0的纸袋如图所示．O为远动起点（速度为0）．避开点迹的密集区从P点起每隔4个真实点迹（图中未画出）取一个计数点标记为Q和R，测得S_OP=36.26，S_OQ=41.63cm，S_Om=47.41cm．由以上数据可算出，从O到Q的过程合力对小车做的总功等于0.041 J，该段过程小车动能的增加量等于0.039J（答案保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）分析实验原理，根据实验的准确性和安全性原则进行分析，明确实验中需要的仪器；
（2）由砝码重力做功明确拉力做功；根据平均速度公式求解平均速度，再由动能公式求解动能．

解答 解：（1）为了计算小车的速度，本实验中应需要刻度尺；
为了减小误差，钩码的质量应选小于小车的质量；故选10g的钩码；
（2）合力做功W=FL=0.01×10×0.4163=0.041J；
两点间的时间T=5t=5×0.02s=0.1s；
Q点的速度v=$\frac{{S}_{Om}-{S}_{op}}{2T}$$\frac{0.4741-3626}{2×0.1}$=0.5575m/s；
动能的增加量△EK=$\frac{1}{2}$Mv2=$\frac{1}{2}×0.25×$（0.5575）²=0.039J；
故答案为：（1）刻度尺；10g．（2）0.041J； 0.039J．

点评 本题考查验证功和速度变化的关系，要注意认真分析实验原理，明确实验的方法，从而确定数据处理方法．