利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M,钩码的质量为m,打点计时器的电源为50H的交流电。
⑴实验操作步骤如下:
①挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到车做匀速运动;
②挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示;用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x,记录在纸带上。
⑵实验数据处理及实验结论
①从图乙数据可以计算打出计数点“6”时小车的速度v6=m/s;(计算结果保留3位有效数字)
②将钩码重力mg视为小车受到的拉力F,当地重力速度g=9.80m/s2 , 利用W=mg△x算出拉力对小车做的功W,利用动能公式Ek= Mv2算出小车动能,求出动能的变化量△Ek。并把计算结果标在△Ek-W坐标中,画出的图线如图丙所示。
③从图丙中可计算出直线斜率k,从k值大小就可以判断出实验预期结论是否正确(实验预期结论是动能变化等于拉力做功)。若实验结论与预期结论相符合,则k值为(填“k≈1"、“k>1”或“k<1")
⑶实验结论及应用
实验结果表明,△Ek总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。从图中算出直线斜率为k,以及题中小车质量M和钩码质量m就可算出小车受到的实际拉力F,其计算公式是F=。