题目内容
【题目】为了探究动能定理,某高中的娟娟同学设计了如图1所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A.小车
B.钩码
C.一端带滑轮的木板
D.细线
E.秒表
F.电火花计时器
G.纸带
H.220V的交流电源
I.低压交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是(填写器材序号),还应补充的器材是 .
(2)实验时,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,实验前(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;若小车的质量为M,钩码的总质量为m,则两者质量应满足Mm(填“远大于”或“远小于”).
(3)实验中得到了一条纸带如图2所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6 , 打点周期为T.则打点2时小车的速度v2=;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间动能定理的关系式可表示为 .
(4)在实验数据处理时,如果以 v2为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出 v2﹣d图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为
【答案】
(1)EI,天平毫米刻度尺
(2)需要,远大于
(3),
(4)
【解析】解:(1)实验中,打点计时器可以直接记录时间,所以不需要秒表,电火花打点计时器需要220V的交流电源,不需要低压交流电源,所以不需要的器材为:E、I.实验中需要测量小车的质量,所以需要天平,需要通过刻度尺测量点迹间的距离,从而得出瞬时速度的大小.(2)实验时,为了使绳子的拉力等于小车的合力,需要平衡摩擦力,为了使钩码的重力等于绳子的拉力,应满足小车的质量远远大于钩码的质量.(3)点2的瞬时速度为: ,从点1到点5,动能的增加量为 M(v52﹣v12),
则需要验证的动能定理表达式为:mg(d5﹣d1)= M(v52﹣v12).(4)根据动能定理得: ,
解得: ,
则图线的斜率为:k=
所以答案是:(1)E I 天平 毫米刻度尺(2)需要 远大于( 3) 或 (4)