探究“動(dòng)能定理”
某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”,圖中小車(chē)中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.
(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車(chē)中放入砝碼,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車(chē)后端,用細(xì)線連接小車(chē)和鉤碼;
②將小車(chē)停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,
接通電源
接通電源
,
釋放小車(chē)
釋放小車(chē)
,小車(chē)拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),
斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
;
③改變鉤碼或小車(chē)中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.
(2)圖1是鉤碼質(zhì)量為0.03kg,砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車(chē)的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.
(3)在小車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,對(duì)于鉤碼、砝碼和小車(chē)組成的系統(tǒng),
鉤砝的重力
鉤砝的重力
做正功,
小車(chē)受摩擦阻力
小車(chē)受摩擦阻力
做負(fù)功.
(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖2中的圖線(其中△v
2=v
2-v
02),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是
小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比
小車(chē)初末速度的平方差與位移成正比
.要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和
小車(chē)的質(zhì)量
小車(chē)的質(zhì)量
.
表1紙帶的測(cè)量結(jié)果
測(cè)量點(diǎn) |
S/cm |
v/(m?s-1) |
0 |
0.00 |
0.35 |
A |
1.51 |
0.40 |
B |
3.20 |
0.45 |
C |
5.08 5.08 |
0.49 0.49 |
D |
7.15 |
0.54 |
E |
9.41 |
0.60 |