题目内容

【题目】在探究动能定理的实验中,将小车放在一端有滑轮的长木板上,让纸带穿过打点计时器,一端固定在小车上。实验中平衡摩擦后,小车的另一端用细线挂钩码,细线绕过固定在长木板上的定滑轮,线的拉力大小就等于钩码的重力,这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系。已知所挂钩码的质量m1.0×102 kg,小车的质量m08.5×102 kg(g10 m/s2)

(1)若实验中打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02 s,每三个计时点取一个计数点,O点是打点起点,则打B点时,小车的速度vB______ m/s,小车的动能EkB______ J。从钩码开始下落至B点,拉力所做的功是________J

(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出小车运动距离s,则以为纵轴,以s为横轴画出的图线应是图中的________,图线的斜率表示小车的________________(填“质量”或“加速度”)。

【答案】0.2 1.7×103 J 1.76×103 J C 重力加速度

【解析】

(1) 利用匀变速直线运动的推论可知,打B点时的瞬时速度等于AC间的平均速度,则有:

小车的动能

m0vB21.7×103 J

拉力做的功

WTsmgsOB1.76×103 J

结论:在实验误差允许范围内,拉力所做的功等于物体动能的增加。

(2)可得:,故图象为一次函数,故C正确,由于线的拉力大小等于钩码的重力即满足,所以图线的斜率表示重力加速度。

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