题目内容
某实验小组采用如图K25-6所示的装置探究动能定理,图中小车内可放置砝码.实验中,小车碰到制动装置时,钩码没到达地面,打点计时器的工作频率为50 Hz.
图K26-6
(1)如图K26-7所示是实验中得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、E五个计数点,可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,如下表所示.请将C点的测量结果填在表中相应位置.
图K26-7
测量点 | O | A | B | C | D | E |
x/cm | 0.00 | 1.51 | 3.20 | ____ | 7.15 | 9.41 |
v/(m·s-1) | 0.35 | 0.40 | 0.45 | ____ | 0.54 | 0.60 |
图K26-8
(2)实验小组根据实验数据绘出了如图K26-8所示的图线(其中Δv2=v2-v),根据图线可获得的结论是________________________.要验证“动能定理”,还需测量的物理量是摩擦力和
________________________________________________________________________.
(1)5.08 0.49 (2)Δv2∞x(速度平方的变化与位移成正比) 小车的质量
[解析] (1)C点到O点的距离x可由纸带分析得出为6.08 cm-1.00 cm=5.08 cm.C点对应小车的瞬时速度可用B、D两点间的平均速度替代,vC==0.49 m/s
(2)根据Δv2-x图象为过坐标原点的一条直线可得出Δv2∞x的结论.验证动能定理需求解合外力所做的功和物体(小车和砝码)动能的变化.合外力做功W合=mgx-fx(其中f为小车受的摩擦力,x为小车的位移),物体(小车和砝码)动能的变化ΔEk=mv2-mv=mΔv2,所以还需测出小车的质量.
练习册系列答案
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(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤:
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔.
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔.
c.旋转选择开关,对准欧姆档?1k的位置.
d.旋转选择开关,对准欧姆档?100的位置.
e.旋转选择开关,对准交流“OFF”档,并拔出两表笔.
①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上______.
②根据如图(1)所示指针位置,此被测电阻的阻值约为______Ω.
(2)某实验小组采用如图(2)所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.小车所受到的拉力F为0.20N,小车的质量为200g.
①实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动.这样做的目的是______
A.为了平稳摩擦力
B.增大小车下滑的加速度
C.可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.可以用质量较小的砝码就可以拉动小车,以满足砝码质量远小于小车质量的要求
②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析.小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻计数点间的时间间隔为0.1s.测量起始点O至各计数点的距离,计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功.其中计数点D的三项数据没有计算,请完成计算并把结果填入表格中.
③以W为纵坐标、以△v2为横坐标在方格纸中作出W---△v2图象.B、C、E、F四点已经在图中描出,请在图中描出D点,并根据描点合理画出图象.
④根据图象分析得到的结论______.
⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理.如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带,测量数据已用字母表示在图中.小车质量为m,打点计时器的打点周期为T.利用这些数据可以验证动能定理.
请你判断这种想法是否可行?如果不行,说明理由.如果可行,写出必要的分析与推理.
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔.
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔.
c.旋转选择开关,对准欧姆档?1k的位置.
d.旋转选择开关,对准欧姆档?100的位置.
e.旋转选择开关,对准交流“OFF”档,并拔出两表笔.
①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上______.
②根据如图(1)所示指针位置,此被测电阻的阻值约为______Ω.
(2)某实验小组采用如图(2)所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.小车所受到的拉力F为0.20N,小车的质量为200g.
①实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动.这样做的目的是______
A.为了平稳摩擦力
B.增大小车下滑的加速度
C.可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.可以用质量较小的砝码就可以拉动小车,以满足砝码质量远小于小车质量的要求
②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析.小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻计数点间的时间间隔为0.1s.测量起始点O至各计数点的距离,计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功.其中计数点D的三项数据没有计算,请完成计算并把结果填入表格中.
点迹 | O | A | B | C | D | E | F | G |
x/cm | 15.50 | 21.60 | 28.61 | 36.70 | 45.75 | 55.75 | 66.77 | |
v/(m﹒s-1) | 0.656 | 0.755 | ______ | 0.953 | 1.051 | |||
△v 2/(m2﹒s-2) | 0.430 | 0.570 | ______ | 0.908 | 1.105 | |||
W/J | 0.0432 | 0.0572 | ______ | 0.0915 | 0.112 |
④根据图象分析得到的结论______.
⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理.如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带,测量数据已用字母表示在图中.小车质量为m,打点计时器的打点周期为T.利用这些数据可以验证动能定理.
请你判断这种想法是否可行?如果不行,说明理由.如果可行,写出必要的分析与推理.