某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)試圖以圖中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了如圖所示的一套裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連上紙帶，沙桶中不放沙子時，釋放沙桶，滑塊不動。要完成該實驗，你認(rèn)為：

（1）還需要的實驗器材有                    ．

（2）實驗時首先要做的步驟是           ，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是                   ．

（3）在上述的基礎(chǔ)上，某同學(xué)測得滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，測得此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．接通電源，釋放沙桶，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為       （用題中的字母表示，已知重力加速度為g）．

 

【答案】

（1）天平 刻度尺  （2）平衡摩擦力   沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量   （3）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)打點計時器的紙帶分析可計算出初末速度和小車對應(yīng)的位移，但需要有測量長度的工具即刻度尺。要找到合外力做功，位移測量后，還要找到合外力，即沙和沙桶的重力，因此需要天平來測量質(zhì)量從而計算重力。（2）實驗設(shè)計中，把繩子拉力作為合力，即排除了摩擦力做功，所以實驗首先要做的步驟是平衡摩擦力。對繩子拉力，我們以沙和沙桶重力來代替，事實上，繩子拉力并不等于重力，小車和沙桶做為一個整體，加速度，繩子拉力，當(dāng)遠(yuǎn)小于時，繩子拉力近似等于沙和沙桶重力。（3）若滿足動能定理則有合外力做功等于動能變化量，即.

考點：驗證動能定理設(shè)計探究

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以如圖裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、墊塊．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：
（1）你認(rèn)為還需要的實驗器材有
天平
天平
、
刻度尺
刻度尺
．（兩個）
（2）實驗時為了保證滑塊（質(zhì)量為M）受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量m應(yīng)滿足的實驗條件是
m＜＜M
m＜＜M
，實驗時首先要做的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
（用題中的字母表示）．
（4）要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，如果實驗時所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則最終需驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
（用題中的字母表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2013?開封一模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點計時器所用的學(xué)生電源一臺、天平、刻度尺、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小桶和沙子若干．當(dāng)小車連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上小沙桶．
（1）某同學(xué)的實驗步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動小車加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2．
①本實驗裝置圖1（準(zhǔn)備放開小車時刻）中有什么缺點或錯誤？
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時刻小車應(yīng)緊靠打點計時器．
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時刻小車應(yīng)緊靠打點計時器．

②要完成本實驗，還缺哪些重要實驗步驟？
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無拉力時能在軌道上勻速運動（或平衡摩擦力）
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無拉力時能在軌道上勻速運動（或平衡摩擦力）

③本實驗認(rèn)為小車所受合外力等于沙桶重力，則應(yīng)控制的實驗條件是什么？
M＞＞m
M＞＞m

（2）在實驗操作正確的前提下，若挑選的一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，已知    相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標(biāo)s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應(yīng)過程中，合外力對小車所做的功W=
mg（S4-S1）
mg（S4-S1）
；該小車動能改變量的表達(dá)式為△EK=
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
（結(jié)果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足
W≈△Ek
W≈△Ek
，則動能定理得證．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究“滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)”他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到打點計時器及所用的學(xué)生電源一臺、天平、刻度尺、導(dǎo)線、紙帶、鉤碼若干．

（1）小組同學(xué)的實驗步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M=300g，將滑塊放在水平桌面上并連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上兩個鉤碼（每個鉤碼質(zhì)量為100g），調(diào)整滑輪高度使拉滑塊的細(xì)線與桌面平行，讓鉤碼拉動滑塊由靜止開始加速運動，用打點計時器記錄其運動情況．
實驗紙帶的記錄如圖2所示，圖中前幾個點模糊，因此從A點開始每打5個點取一個計數(shù)點，若電源頻率為50赫茲，則物體運動的加速度為
0.64
0.64
m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=
0.56
0.56
（重力加速度為g=10m/s2）．
（2）為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某同學(xué)對此實驗提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕
②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好
③實驗時盡量保持拉動滑塊的細(xì)線與桌面平行
④盡量保證鉤碼只沿豎直方向運動，不要搖晃
以上建議中確實對提高準(zhǔn)確程度有作用的是
①③④
①③④
．（在答題卡上對應(yīng)區(qū)域填入選項前的編號）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?湛江二模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證動能定理，他們在實驗室已組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源一臺，天平、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時已完成了平衡摩擦力的操作．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：
①還需要的實驗器材
刻度尺
刻度尺
．
②在沙桶中放適量的沙進(jìn)行實驗，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m（M遠(yuǎn)大于m），若挑選一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，相鄰兩個點之間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應(yīng)的過程中，滑塊合力所做的功約為W=
mg（s4-s3）
mg（s4-s3）
； 該滑塊動能改變量的表達(dá)式為△Ek=
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示） 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?佛山二模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源一臺，導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：
（1）還需要補(bǔ)充的實驗器材是
天平；刻度尺；小木塊
天平；刻度尺；小木塊
．
（2）某同學(xué)的實驗步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2．要完成本實驗，還缺哪些實驗步驟或應(yīng)控制的實驗條件？若用如上的字母代表實驗中測量到的物理量，寫出本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式．
（3）若挑選的一條點跡清晰的紙帶如下，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，相鄰兩個點之間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應(yīng)的過程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（s4-s1）
mg（s4-s1）
；該滑塊動能改變量的表達(dá)式為△EK=
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案