题目内容
【题目】某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图,小车在橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行.用一条橡皮筋时对小车做的功记为W,当用2条、3条…,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)若木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是_________
A.橡皮筋恰好恢复原长 B. 橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车恰好运动到两个铁钉的连线处 D.小车已超过两个铁钉的连线
(2)如图所示是某次正确操作情况下,在50HZ作电源下打点计时器记录的一条纸带,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______(填AF或FI)部分进行测量,速度大小为______m/s
(3)通过该实验的正确操作和正确处理数据,应该得出合力做的功W和物体速度v变化的关系是________
【答案】B FI, 0.76 与
成正比即
【解析】
(1)[1].平衡摩擦力后,橡皮筋的拉力等于合力,橡皮条做功完毕,小车的速度最大,若不进行平衡摩擦力操作,则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时,速度最大,本题中木板水平放置,显然没有进行平衡摩擦力的操作,因此当小车的速度最大时,橡皮筋仍处于伸长状态,故ACD错误,B正确.故选B.
(2)[2][3].小车先加速,后匀速,最后减速运动,在加速过程中,橡皮条在做正功,故需要测量最大速度,即匀速运动的速度,因而需要选用间隔均匀的点,即FI之间的点,打点计时器每隔0.02s打一次点,故最大速度为:
(3)[4].由动能定理可知,合外力做的功应等于物体动能的变化量,所以W与成正比,即
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【题目】(6分)某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。
完成下列填空:
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;
(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为_____kg;
(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
m(kg) | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N;小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2 ,计算结果保留2位有效数字)