(2011?上海模擬)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)的主要步驟是:
①找一段平直的路面,并在路面上畫一道起點(diǎn)線;
②騎上自行車用較快速度駛過起點(diǎn)線,同時(shí)從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥;
③車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬,讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn);
④待車停下,記錄自行車停下時(shí)的位置;
⑤用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離L及車把手處離地高度h.
若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定.
(1)自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時(shí)的速度v=
s
g
2h
s
g
2h
;(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)
(2)自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功W=
fL
fL
;(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)
(3)多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 ②~④,則每次只需測量上述物理量中的
s
s
L
L
,就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/div>
分析:(1)橡皮泥釋放后作平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋知識求出橡皮筋的初速度便知道了自行車經(jīng)過起點(diǎn)線的速度.
(2)由于車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬,讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn),因此該過程中只有阻力做功,
(3)根據(jù)(1)(2)所寫表達(dá)式,即可正確解答本題.
解答:解:(1)釋放橡皮筋時(shí)的速度與車速相等,橡皮泥做平拋運(yùn)動(dòng),有:
s=vt
h=
1
2
gt2

所以解得:v=s
g
2h

故答案為:s
g
2h

(2)由于阻力是恒定的因此阻力做功為:W=fL.
故答案為:fL.
(3)由于車把手到地面的高度是一定的,阻力是恒定的,因此每次試驗(yàn)只要測量s和L即可.
故答案為:s、L.
點(diǎn)評:本題為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),是教材中沒有的,對于這類實(shí)驗(yàn),要根據(jù)題目敘述,明確了實(shí)驗(yàn)原理便找到了解決問題的突破口.
練習(xí)冊系列答案
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(2011?上海模擬)下列說法中正確的是( 。

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(2011?上海模擬)如圖所示,兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53°固定放置,導(dǎo)軌間連接一阻值為4Ω的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).在兩平行虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域的寬度為d=0.5m.導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為ma=0.6kg,電阻Ra=4Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為mb=0.2kg,電阻Rb=12Ω;它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)從圖中的M、N處同時(shí)將它們由靜止開始釋放,運(yùn)動(dòng)過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域,當(dāng)b剛穿出磁場時(shí),a正好進(jìn)入磁場(g取10m/s2,sin53°=0.8,且不計(jì)a、b之間電流的相互作用).求:
(1)在整個(gè)過程中,a、b兩導(dǎo)體棒分別克服安培力做的功;
(2)在a穿越磁場的過程中,a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱之比;
(3)在穿越磁場的過程中,a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比;
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