Question

【题目】探究物体运动

质量为m的物体,在外力F的作用下,从静止开始经过时间t后,物体获得的速度v。速度v与质量时间t的关系,如表中的数据所示。

m/kg	1	2	1	2
F/N	0.5	0.5	1.5	1
t/s	2	2	2	1
v/m/s	1	0.5	3	0.5

（1）在外力F作用下,与质量为m的物体,经过时间后的t后的速度v的表达式为v= ______(比例常数用具体数表示)

（2）质量为m、速度为v的物体具有的动能EK大小为:EK=,物体受到外力作用时,物体的动能会发生改变,且动能的改变量与外力对物体做的功大小相等,外力方向与物体运动方向相同时,物体的动能增大,外力方向与物体运动方向相反时,物体的动能减小,高速运动的子弹射入木板,从木板中穿过后,子弹的动能会______(增大或减小)。

（3）质量为m的子弹,在枪膛内受到火药爆炸的平均推力为F,在枪膛内运动时间为t,子弹飞出枪膛后射入厚度为d的薄木板,木板对子弹的平均阻力为f，若子弹能够穿透木板,请推导子弹穿过木板后的速度表达式____。(用m、推力F、时间t、阻力f、厚度d表示)

测量浮力

小雨想要知道用图示滑轮组向上提起一个金属块时的机械效率。身边只有一个不可拆卸的滑轮组(如图)和一个形状不规则的金属块,一个底面积较大的长方体木块,一把轻质硬木刻度尺，一个盛有适量水的水槽和线绳。

（1）测量步骤(配图说明)______

（2）写出计算机械效率大小的推导过程_____

Answer 1

【答案】 减小 见解析

【解析】

探究物体运动

（1）[1]分析1、3列数据，在质量和时间时，速度与外力成正比；分析1、2列数据，在外力和时间相同时，速度与质量成反比；分析第2、4列数据，第4列的外力是第2列的2倍，第2列的时间是第4列的2倍，两速度相等，说明速度与时间成正比，则速度v的表达式为：

；

将第1列数据代入得：

；

所以表达式为：

；

（2）[2]根据题意知，外力方向与物体运动方向相同时，物体的动能增大，外力方向与物体运动方向相反时，物体的动能减小；当高速运动的子弹射入木板时，子弹克服阻力做功，即子弹受到的外力与运动方向相反，所以子弹的动能会减小；

（3）[3]根据上面的表达式得，子弹飞出枪膛后的速度为：

，

根据题意得，子弹的动能为：

；

若子弹穿过木板后的速度为v’，其动能为：

；

根据动能做功，动能减小可得：

；

故得，子弹穿过木板后的速度表达式为：

。

测量浮力：

（1）[4]测量步骤：

①将刻度尺作为杠杆，左端挂金属块，右端挂长方体木块，选择适当支点位置使杠杆平衡，记录力臂L1、L2，如图：

②将刻度尺作为杠杆，一端与滑轮组绳子自由端相连，另一端连接长方体木块，选择适当支点位置使杠杆在水平位置平衡且恰能提起金属块，再记录力臂L3、L4，如图：

（2）[5]推导机械效率：

第一步中根据杠杆的平衡条件得：

G金属块L1=G木块L2；

金属块的重：

；

第二步中根据杠杆的平衡条件得：

FL3=G木块L4；

拉力的大小为：

；

根据得滑轮组的机械效率为：

。