19.某實驗小組的同學(xué)采用圖所示的裝置探究外力功與物體速度變化的關(guān)系.實驗時,同學(xué)們先“平衡摩擦力”,即調(diào)節(jié)木板的傾角,使小車沒有受到皮筋的拉力時正好勻速下滑.然后他們依次分別用1條,以及2條、3條、4條、5條同樣的橡皮筋并在一起進(jìn)行了5次實驗.各次實驗中,橡皮筋拉伸的長度都相同,小車在橡皮筋拉力的作用下,彈出并沿木板滑行,橡皮筋做功使小車獲得的速度可通過打點計時器測出.圖17b是利用數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到的W-v和W-v2圖象.

(1)根據(jù)這兩個圖象可以得出的結(jié)論是:橡皮筋做的總功與小車獲得的速度的平方成正比.(選填“速度”或“速度的平方”)
(2)如果實驗小車的質(zhì)量為0.20kg,則根據(jù)W-v2圖象可知每一條橡皮筋對小車做的功W0為0.09J.
(3)實驗中如果小車的速度過大,將導(dǎo)致紙帶上打出的點跡過少,從而難以選擇合適的點來計算小車的速度.解決這個問題可以采取的方法是:適當(dāng)增加小車的質(zhì)量

分析 (1)成正比的圖象應(yīng)該是過坐標(biāo)原點的直線;
(2)根據(jù)動能定理列式得到一條橡皮筋對小車做的功;
(3)由于橡皮條做功一定,動能的增加量一定,根據(jù)動能的公式Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$分析.

解答 解:(1)右側(cè)圖象是正比例曲線,故橡皮筋做的總功與小車獲得的速度的平方成正比.
(2)一條橡皮筋導(dǎo)致小車速度的平分最大值為:v2=0.9,故一條橡皮筋對小車做的功W0=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.2×0.9=0.09J$.
(3)實驗中如果小車的速度過大,將導(dǎo)致紙帶上打出的點跡過少,從而難以選擇合適的點來計算小車的速度;
根據(jù)Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,要減小速度v,則可以增加質(zhì)量m;
故答案為:(1)速度的平方;(2)0.09;(3)適當(dāng)增加小車的質(zhì)量.

點評 對實驗“探究功與速度變化的關(guān)系”的考查,著重在以下幾方面:
(1)對實驗原理中如何確定合力的功的理解,
①平衡摩擦力,保證橡皮筋對小車做的功即為合力的功.
②通過改變橡皮筋的條數(shù)實現(xiàn)合力的功的成倍變化,這勢必要求每次實驗時,橡皮筋的形變量相同,及小車從同一位置釋放.
(2)對小車的運動狀態(tài)的分析和獲得的速度的理解:小車獲得的速度應(yīng)為橡皮筋恢復(fù)原長,對小車做功完畢后的速度,即小車勻速運動時的速度,利用紙帶上的點間距均勻部分來計算小車獲得的速度.
(3)對圖象法處理數(shù)據(jù)的考查.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.在探究功與速度變化關(guān)系的實驗中準(zhǔn)備了如圖1所示的裝置.
(1)先將1條橡皮筋套在釘子上,小物塊在橡皮筋的作用下彈出,之后平拋落到水平地面上,落點記為P1;
(2)在釘子上分別套上2條、3條、4條…同樣的橡皮筋,使每次橡皮筋拉伸的長度都保持一致,重復(fù)步驟(1),小物塊落點分別記為P2、P3、P4…;
①為了求出小物塊被橡皮筋彈出后的動能(重力加速度g已知),需要測量的物理量有ADE
A.小物塊的質(zhì)量
B.橡皮筋的原長
C.橡皮筋的伸長量
D.桌面到地面的高度
E.小物塊拋出點到落地點的水平距離
②將幾次實驗中橡皮筋對小物塊做功分別記為W1、W2、W3、…,小物塊拋出點到落地點的水平距離分別記為L1、L2、L3、….若功與速度的平方成正比,則應(yīng)以W為縱坐標(biāo)、L2為橫坐標(biāo)作圖,才能得到一條直線.
③某同學(xué)按照②中的要求作出圖象,發(fā)現(xiàn)圖象是一條沒有通過坐標(biāo)原點的直線(見圖2),造成這種結(jié)果的原因可能是物塊在桌面上受到摩擦力作用(寫一條原因即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

10.如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子以速度v0從O點沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場區(qū)域后,從點b處穿過x軸,速度方向與x軸正方向的夾角為30°,同時進(jìn)入場強(qiáng)為E,方向與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場中,并通過了b點正下方的c點,粒子重力不計,試求:
(1)b點與O點的距離;
(2)圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小半徑;
(3)C點到b點的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,套在繩索上的小圓環(huán) P 下面掛一個重為G的物體 Q 并使它們處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)釋放圓環(huán)P,讓其沿與水平面成 θ 角的繩索無摩擦的下滑,在圓環(huán) P 下滑過程中繩索處于繃緊狀態(tài)(可認(rèn)為是一直線),若圓環(huán)和物體下滑時不振動,穩(wěn)定后下列說法正確的是( 。
A.Q的加速度一定小于 gsinθB.懸線所受拉力為 Gsinθ
C.懸線所受拉力為GcosθD.懸線一定不與繩索垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以點電荷+Q為圓心的某一個圓周交于B、C兩點,質(zhì)量為m,帶電荷量為-q的小環(huán)從A點由靜止下滑,已知q?Q,AB=h,小環(huán)到達(dá)B點時,速度為$\sqrt{3gh}$,求:
(1)小環(huán)由A到B過程中,電場力對小環(huán)做的功;
(2)A、C兩點間的電勢差UAC等于多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如圖所示.設(shè)運動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦,重力加速度取g=10m/s2.當(dāng)運動員與吊椅一起正以加速度a=2m/s2上升時,試求:
(1)運動員豎直向下拉繩的力;
(2)運動員對吊椅的壓力.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列說法正確的是( 。
A.電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比
B.力對物體所做的功與力的作用時間成正比
C.彈性限度內(nèi),彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比
D.電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.某實驗小組利用無線力傳感器和光電門傳感器探究“動能定理”.將無線力傳感器和檔光片固定在小車上,用不可伸長的細(xì)線通過一個定滑輪與重物G相連,無線力傳感器記錄小車受到拉力的大。谒杰壍郎螦、B兩點各固定一個光電門傳感器,用于測量小車的速度v1和v2,如圖所示.在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量,用不同的重物G來改變拉力的大。
實驗主要步驟如下:
①測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M1.正確連接所需電路.調(diào)節(jié)導(dǎo)軌兩端的旋鈕改變導(dǎo)軌的傾斜度,用以平衡小車的摩擦力.將小車放置在導(dǎo)軌上,輕推小車,使之運動.可以通過小車經(jīng)過兩光電門的時間是否相等判斷小車正好做勻速運動.
②把細(xì)線的一端固定在力傳感器上,另一端通過定滑輪與重物G相連;將小車停在點C,由靜止開始釋放小車,小車在細(xì)線拉動下運動,除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外,還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門間的距離;
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量,重復(fù)②的操作.
④表格中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和,△E為動能變化量,F(xiàn)是拉力傳感器的拉力,W是F在A、B間所做的功.表中的△E3=0.600J,W3=0.610J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)M/kg|v22-v12|/m2s-2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.8400.420
30.5002.40△E31.22W3

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻忽略不計,R1=R2=R3=R.閉合電鍵S,電壓表V的示數(shù)為U,電流表A的示數(shù)為I.在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中,電壓表V的示數(shù)變化大小為△U,電流表A的示數(shù)變化大小為△I,下列說法正確的是(  )
A.U先變小后變大B.I先變大后變小
C.△U與△I的比值保持不變D.U與I乘積先變小后變大

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