题目内容
【题目】如图所示,某学生实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、天平及图中所示的器材。若要完成该实验,必需的实验器材还有__________。
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动。
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到如下图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。
实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的的拉力为F=0.2N,其余数据填入下表:
请在表格中的两个空格中补填缺少的数据__________,___________(结果保留至小数点后4位);
分析上述数据中后两列可知:在实验误差允许的范围内________________________________。
(3)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制v2-s图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出v2-s图线___________。
分析△v2-s图线为一条通过远点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许范围内等于理论值,也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=________(用题目中相关物理量字母表示)。
【答案】 刻度尺 匀速直线运动 0.0915 0.0907 细绳拉力做功等于小车动能变化
【解析】(1)①根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量,通过研究纸带来研究小车的速度,所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离,即还需要刻度尺.
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动;
(2)W=mgs=0.2×0.4595=0.0915J,
△Ek=×0.2×0.9073=0.0907J
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内细绳拉力做的功等于小车动能的变化.
(3)根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出v2-s图线:
分析△v2-s图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论.这种方案中直线斜率表达式为k= .