Question

某課外興趣小組在研究“恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

【小題1】該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確，操作規(guī)范的前提下（已平衡摩擦力），用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為減小由此帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，鉤碼的總質(zhì)量m和小車的總質(zhì)量M之間需滿足的條件是：M       m。
【小題2】 實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車由靜止開(kāi)始釋放，已知釋放時(shí)鉤碼底端離地高度為H，現(xiàn)測(cè)出的物理量還有：小車由靜止開(kāi)始起發(fā)生的位移s（s＜H）、小車發(fā)生位移s時(shí)的速度大小為v，鉤碼的總質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，設(shè)重力加速度為g，則實(shí)際測(cè)量出的合外力的功mgs將         （選填“大于”、“小于”或“等于”）小車動(dòng)能的變化。
【小題3】 在上述實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶，如圖所示，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。則打A點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度v_A=___________m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s²。（結(jié)果要求保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【小題1】
【小題2】
【小題3】

解析【小題1】重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T(mén)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)重物，有 mg-T=ma  對(duì)小車，有 T=Ma   解得  T=   故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg
【小題2】由于重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，而拉力等于小車受到的合力，合力做功等于小車動(dòng)能增加量，故重力對(duì)重物做的功大于小車動(dòng)能的增加量；
【小題3】每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，v_A="0.337" m/s
根據(jù)公式△x=aT²得到：a="0.393" m/s²
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理并結(jié)合牛頓第二定律和動(dòng)能定理來(lái)確定要測(cè)量的量、實(shí)驗(yàn)的具體操作方法和實(shí)驗(yàn)誤差的減小方法．