题目内容
【题目】如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母)。
A.直流电源 B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量
(3)在不挂重物且______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 B.计时器打点
(4)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次去A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图所示。
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_______,打B点时小车的速度v=________。
(5)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作如图所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________。
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映v2–W关系的是______________。
A. B. C. D.
【答案】BABmgx2 kg-1D
【解析】
(1)打点计时器均使用交流电源,选B。
(2)平衡摩擦和其他阻力,是通过垫高木板右端,构成斜面,使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡,选A;平衡摩擦力时需要让打点计时器工作,纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力,且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动,选B。
(3)小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离,又小车所受拉力约等于重物重力,因此W=mgx2;小车做匀变速直线运动,因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度,则。
(4)由图3可知,图线斜率k≈4.7 kg–1,即v2=4.7 kg–1·W;设小车质量为M,根据动能定理有,变形得,即k=,因此与图线斜率有关的物理量为质量。
(5)若m不满足远小于M,则由动能定理有,可得,v2与W仍然成正比关系,选A。
【题目】某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:
①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置记为O1、O2,记录弹簧测力计的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧测力计示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F(N) | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.05 | 2.00 | 2.50 |
l (cm) | l0 | 10.97 | 12.02 | 13.00 | 13.98 | 15.05 |
③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新记为O、,橡皮筋的拉力记为。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在给出的坐标纸上(见答题卡)画出F–l图线,根据图线求得l0=_____cm。
(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N。
(3)根据给出的标度,在答题卡上作出FOA和FOB的合力F′的图示____________。
(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论。