题目内容

【题目】如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”实验装置,主要实验步骤如下:

①用天平测出滑块(含滑轮)质量M=240 g,并安装好实验装置;

②适当垫高长木板不带滑轮的一端,滑块不挂轻绳,挂上纸带,轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动;

③轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮,一端挂在力传感器上,另一端挂质量为m=100 g的钩码,两轻绳与木板平行;

④接通打点计时器电源,释放滑块,打出一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,相邻计数点间时间间隔为0.1 s,并记录力传感器示数F=0.39 N

回答下列问题:

1)滑块从B运动到D的过程中,合力对滑块所做的功W=__________J,滑块动能的增量_________J;(计算结果均保留2位有效数字)

2)多次实验发现合力对滑块所做的功W总略大于滑块动能的增量,可能的原因是________(填选项前面字母).

A.没有满足滑块质量远大于钩码质量

B.平衡摩擦力过度

C.滑轮摩擦影响

3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有:___________(写出一种即可).

【答案】0.14 0.13 C 研究匀变速直线规律;探究加速度与合外力的关系;探究加速度与质量的关系;测量滑块与长木板间的动摩擦因数.

【解析】

1)由图知,合外力对滑块做的功为:W=2FxBD=0.14J

根据匀变速直线运动的规律可求:

所以滑块动能的增量:

2A.因有拉力传感器测量绳上的拉力,故不需要没有满足滑块质量远大于钩码质量,A错误;

B.若平衡摩擦过度,会有重力做正功,动能的增量应大于合外力做的功,所以B错误;

C.滑轮有摩擦,需克服摩擦做功,有一部分能量转化为内能,动能的增量略小于合外力做的功,C正确;

3)有打点计时器、纸带,可研究匀变速直线运动的规律;也可测量滑块与长木板间的动摩擦因数;加速度、质量、合外力均可测,故也可以研究加速度与质量、合外力的关系.

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