10.在探究“恒力做功和物體動能變化之間的關(guān)系”的實驗中,某同學(xué)的實驗設(shè)計方案如圖1所示.則:

(1)該實驗用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,在安裝時首先要平衡摩擦力,其次鉤碼和小車還需要滿足的條件是鉤碼質(zhì)量要遠小于小車質(zhì)量.
(2)實驗中,除位移、速度外,還要測出的物理量有鉤碼的質(zhì)量m、小車的質(zhì)量M.
(3)在上述實驗中,打點計時器使用的交流電頻率為50Hz.某同學(xué)打出的一段紙帶如圖2所示,則小車勻速運動時的速度大小為1.40m/s.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

分析 (1)根據(jù)實驗原理可知,想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量,否則若用鉤碼的重力表示合外力,誤差將會很大.
(2)驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系的原理:mgx=$\frac{1}{2}$Mv2,由此可知還要測出的物理量有鉤碼的質(zhì)量和小車的總質(zhì)量,因此根據(jù)實驗原理可知需要測量的數(shù)據(jù).
(3)小車勻速運動時,紙帶上點距均勻,因此根據(jù)刻度尺的示數(shù)可以求出勻速運動時的速度大。

解答 解:(1)小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力,想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;
當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時可以近似認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力,實驗中還要保持鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量.
(2)驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系的原理:mgx=$\frac{1}{2}$Mv2,需要測量的物理量有:鉤碼質(zhì)量m,小車的質(zhì)量M,位移x,速度v.所以還要測出的物理量有鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量.
(3)最后勻速的讀數(shù)就為最大速度,由紙帶可知,CE之間的速度即為最后勻速速度:v=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{(13.0-7.4)×1{0}^{-2}m}{2×0.02s}$≈1.40m/s.
故答案為:(1)平衡摩擦力;鉤碼質(zhì)量要遠小于小車質(zhì)量;(2)鉤碼的質(zhì)量m、小車的質(zhì)量M;(3)1.40.

點評 本題考查了實驗注意事項與實驗數(shù)據(jù)處理,要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系中用到的原理,圍繞原理,記憶需要測量的物理量及實驗時的注意事項.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

20.如圖所示,光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P,右端N處與水平傳送帶恰平齊接觸,傳送帶水平部分長度L=16m,沿逆時針方向以恒定速度V=2m/s勻速轉(zhuǎn)動.ABCDE是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的,AB為水平軌道,弧BCD是半徑為R的半圓弧軌道,弧DE是半徑為2R的圓弧軌道,弧BCD與弧DE相切在軌道最高點D,R=0.6m.平面部分A點與傳送帶平齊接觸.放在MN段的物塊m(可視為質(zhì)點)以初速度v0=4m/s沖上傳送帶,物塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.2,物塊的質(zhì)量m=1Kg.結(jié)果物塊從滑上傳送帶又返回到N端,經(jīng)水平面與左端M處的固定彈射器相碰撞(彈射器的彈簧原來被壓縮后被鎖定),因碰撞彈射器鎖定被打開,將物塊彈回后滑過傳送帶,沖上右側(cè)的圓弧軌道,物塊恰能始終貼著圓弧軌道內(nèi)側(cè)通過了最高點,最后從E點飛出.g取10m/s2.求:
(1)物塊m從第一次滑上傳送帶到返回到N端的時間.
(2)物塊m第二次在傳送帶上運動時,傳送帶上的電動機為了維持其勻速轉(zhuǎn)動,對傳送帶所多提供的能量多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.為了探究功與速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖(a)所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板
滑行,請思考探究思路并回答下列問題.

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,使小車在不接橡皮筋時能緩慢勻速下滑.
(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來進行第1次、第2次、第3次…實驗時,每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致,我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W.
(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出,對于不同數(shù)目的橡皮筋做功W,可以計算出小車獲得的對應(yīng)速度v,如圖(b)所示.
(4)根據(jù)圖(b)中的信息,求出橡皮筋做功為3W時小車獲得的速度v,及v2,并將所得結(jié)果填寫到下表(保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)1234
橡皮筋對小車做的功W2W3W4W
小車速度v(m/s)1.001.421.732.00
v2(m2/s21.002.023.004.00
(5)利用第(4)表中的數(shù)據(jù)分析可以得出的結(jié)論是:橡皮筋對小車做的功W與小車速度v2成正比關(guān)系.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

18.為研究外力做功一定的情況下,物體的質(zhì)量與速度的關(guān)系,某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置進行實驗.

水平長木板左端固定一木塊,在木塊上固定打點計時器.木塊右側(cè)固定一彈簧,讓連接紙帶的小車壓縮彈簧至木板的虛線處,由靜止釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,選取點跡均勻的一部分,計算出小車運動的速度υ1,并測出小車的質(zhì)量m1;通過加砝碼的方式改變小車質(zhì)量,再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車,計算出小車運動的速度υ2,測出小車和砝碼的總質(zhì)量m2.然后再改變小車質(zhì)量,重復(fù)以上操作,測出多組υ3、m3;…υn、mn的值.
(1)每次實驗中,都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放,目的是:小車獲得相同的動能(彈簧對小車做功相同);
(2)若要保證彈簧的彈力作為小車的外力,應(yīng)進行的實驗操作是:墊高木板固定打點計時器的一端,使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動(平衡摩擦力);
(3)實驗過程測得了五組數(shù)據(jù)如下表:
m/kg0.100.200.300.400.50
v(m•s-11.0000.7070.5770.5000.447
通過表中數(shù)據(jù),該同學(xué)測出了 一條過原點的直線,如圖2所示,圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)是:$\frac{1}{{v}^{2}}$;
(4)通過實驗,得到的結(jié)論是:力對物體做功相同時,物體的質(zhì)量與速度平方成反比.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.對于電場中A、B兩點,下列說法正確的是(  )
A.將1 C電荷從A點移到B點,電場力做1 J的功,這兩點間的電勢差為1 V
B.電勢差的定義式UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$,說明兩點間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比,與移動電荷的電荷量q成反比
C.A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點電場力所做的功
D.電荷由A點移到B點的過程中,除受電場力外,還受其他力的作用,電荷電勢能的變化就不再等于電場力所做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.在“探究動能定理”的實驗中,當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時,橡皮筋對小車做的功記為W;當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時,使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出.
(1)實驗中木板略微傾斜,這樣做CD
A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
(2)若木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運動,當(dāng)小車速度最大時,關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法中正確的是B
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D.小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.一帶電粒子從電場中的A點運動到B點,徑跡如圖中虛線所示,不計粒子所受重力,則( 。 
A.粒子帶正電B.粒子加速度逐漸減小
C.粒子的電勢能不斷減小D.粒子的速度不斷減小

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

19.小明同學(xué)利用圖(a)所示的實驗裝置探究“物塊速度隨時間變化的關(guān)系”.物塊放在木板上,細繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼.打點計時器固定在木板右端,所用電源頻率為50Hz.紙帶穿過打點計時器連接在物塊上.實驗中,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動.打點計時器打出的紙帶如圖(b)所示,每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出.

圖(b)為小明同學(xué)在實驗中打出的一條紙帶,由圖中的數(shù)據(jù)可求得(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
①打紙帶上計數(shù)點B點時該物塊的速度為0.70m/s;D點時該物塊的速度為1.5m/s;
②該物塊的加速度為4.0m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,物體A、B經(jīng)無摩擦的定滑輪用細繩連接在一起,A物體受水平向右的力F作用,此時B勻速下降,A水平向左運動.由此可知( 。
A.物體A做勻速運動
B.物體A做加速運動
C.物體A和B組成的系統(tǒng)機械能一定減小
D.物體A所受的摩擦力逐漸減小

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同步練習(xí)冊答案