题目内容

(2009?广东)某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”.如图1,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,
记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码.
(1)试验主要步骤如下:
①测量
小车
小车
和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在C点,
由静止开始释放小车
由静止开始释放小车
,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度;
③在小车中增加砝码,或
改变小车质量
改变小车质量
,重复②的操作.
(2)表1是他们测得的一组数据,期中M是M1与小车中砝码质量之和,|
v
2
2
-
v
2
1
|
是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中的△E3=
0.600J
0.600J
,W3=
0.610J
0.610J
.(结果保留三位有效数字)
(3)根据表,请在图2中的方格纸上作出△E-W图线.

数据记录表
次数 M/kg |
v
2
1
-
v
2
2
|
/(m/s)2
△E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.8400 0.4200
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
分析:小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动,通过速度传感器可算出A B两点的速度大小,同时利用拉力传感器测量出拉小车的力,从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系.
解答:解:(1)①因为要计算动能,所以要测量小车和拉力传感器的总质量;②将小车停在C点,由静止开始释放小车;
③在小车中增加砝码,或改变小车质量重复实验,得出5-6组数据;
(2)由各组数据可见规律△E=
1
2
M(v22-v12
可得△E3=0.600 J观察F-W数据规律可得数值上W3=
F
2
=0.610 J
(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示

故答案为:(1)①小车;②由静止开始释放小车;
③改变小车质量.
(2)0.600J,0.610J.
(3)△E-W图线如图所示
点评:值得注意的是:钩码的重力不等于细线的拉力,同时学会分析实验数据从而得出规律.
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