問題詳情：
某同學設計瞭如圖所示的裝置“探究動能定理”:在高出地面h的水平桌面上固定一“L”形擋板,一條輕*簧的一端連在擋板的豎直部分,另一端連一質量不計的薄片,薄片右側放一質量爲m的小球.*簧處於自由長度時,小球剛好停留在桌面邊緣.用手向左推小球,直到被擋板的水平部分擋住(*簧不超過**限度).迅速放手,小球被水平*出後落在地面上,用米尺量出落地點距桌邊的水平距離爲x1.(小球的質量m和桌面的高度h爲已知量)
(1)小球在桌面上運動過程中,動能的變化可表示爲ΔEk= .
(2)再取一條完全相同的*簧與上一次的*簧並放在一起,重新將小球推回擋板處,再突然放手.小球的落地點距桌邊的水平距離爲x2,以此類推,放入3條、4條、5條…相同的*簧,測量出每次小球的落地點離桌邊的水平距離分別爲x3、x4、x5….若忽略摩擦力影響,則在誤差允許範圍內,只要滿足x1∶x2∶x3∶x4∶x5= ,就說明外力對物體做的功與物體動能的變化成正比.
(3)以下哪些措施可以減小本實驗的誤差 .
a.選用盡可能光滑的桌面
b.選用質量較大的球
c.選用勁度係數較大的*簧
d.減小桌面的高度
【回答】
解析:(1)設小球平拋的初速度爲v1,則x1=v1t,h=
gt2,小球在桌面上運動過程由動能定理:W=ΔEk=
m
,所以ΔEk=
.
(2)由動能定理:W=m,W∝
,同理2W∝
,得x1∝
,x2∝
,…,可得x1∶x2∶x3∶x4∶x5=1∶
∶
∶
∶
.
(3)爲了使*簧*力所做的功爲外力的功,應儘可能減小摩擦,選用光滑的桌面,減少摩擦力對小球所做的功,選項a正確;水平距離x越大,測量誤差越小,應選用勁度係數較大的*簧,選項c正確;在*簧*力做功一定的情況下,小球的質量越大,速度越小,水平距離越小,測量誤差越大,故選項b錯誤;桌面高度h越大,水平距離x越大,則測量誤差越小,選項d錯誤.
*:(1)
(2)1∶
∶
∶
∶
(3)ac
知識點：專題十三 中學物理實驗
題型：實驗,探究題
