题目内容

某实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的轻细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小中车中可以放置砝码。

实验主要步骤如下：
①测量小车（包括拉力传感器）的质量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将小车停在靠右方的C位置，接通电源后释放小车，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                   重复②的操作。
（2）下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，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间对小车所作的功。表格中的△E3=             ，W3=             。（结果保留三位有效数字）
（3）分析下表，在误差范围内你可以得到的结论是                                ；
造成误差的原因                                                             。
数据记录表
次数
M/kg
/(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
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E1
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
 
（1）改变钩码的个数（2）0．600；0．610 （3）拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化；小车在运动过程中克服阻力做功

试题分析：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：（1）改变钩码的个数.
（2）由各组数据可见规律
可得△E3=0.600J
观察F-W数据规律可得数值上W3= ="0.610" J
（3）结论是拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化；造成误差的原因小车在运动过程中克服阻力做功。
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．
练习册系列答案
相关题目
图是某同学在研究小车做匀变速直线运动的规律时，用打点计时器打出的一条纸带的示意图。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.10s。根据纸带上的点迹可判断小车做            （选填“加速”或“减速”）运动；计数点B、D间所对应的时间内小车平均速度的大小为         m/s。
用落体运动验证机械能守恒定律的实验．
(1)为进行该实验，备有下列器材可供选择：A铁架台、B(电磁)打点计时器、C复写纸片、D纸带、E低压交流电源、F天平、G秒表、H导线、I重锤．其中不必要的器材是___________(填对应的字母)．缺少的器材是_____________________。
(2)若实验中所用重物的质量m＝1kg，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如图所示，O为起点，A、B、C、D为相邻的几点，测的OA＝0.78cm、OB＝1.79cm、OC＝3.14cm、OD＝4.90cm，查出当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则重物在B点时的动能EkB＝_______J。从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是________J，由此得出的结论是__________________________．（结果保留三位有效数字）
“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

（1）比较这两种方案，­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____    ­­­­­­­­(填“甲”或“乙”)方案好些，主要理由是       。
（2）某小组的同学选用图甲的方案实验，进行了如下操作,其中错误的是    。
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上。
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方。
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
D．换几条纸带，重复上面实验。
E．在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中。
G．根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量，验证机械能守恒定律。
（3）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器打点周期为0.02s，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是         ，重锤的质量为m=0.2kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了            J；这时它的动能增加量是         J。（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）

（4）实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况，其主要原因是              。
下图是某监测系统每隔2.5 s拍摄的，关于火箭发射起始阶段做匀加速运动的一组照片．已知火箭的长度为40 m，用刻度尺测量照片上的长度关系，结果如图所示．则可求出火箭的加速度大小a =     m／s2，火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小u =       m/s．
(1)在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度
为        m／s。(取)

（2)如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，为了保证橡皮筋做的功等于总功，必须采取的步骤是“平衡摩擦力”。那么，在平衡摩擦力操作时，下列步骤中正确的是（   ）

A．让木板保持水平状态
B．小车运动时，纸带不需要穿过打点计时器
C．是否已经“平衡摩擦力”可以用眼睛目测小车是否做匀速直线运动
D．本操作要让小车在橡皮筋的牵引下运动
(3)．在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示


（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为mm），已知当地的重力加速度。选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为 J；重物动能的增加量为 J（保留三位有效数字）；得出的结论是                          。
在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如下图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J。由此可得到的结论是                                 ．
(g="9.8" m/s2，保留三位有效数字)
在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：
A．让小球多次从____________位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；
B．安装好器材，注意调节斜槽末端____________和平板竖直，记下抛出点O和过抛出点O的竖直线；
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用V­0=________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求V­0的值，然后求它们的平均值；
D．取下白纸，以抛出点O为坐标原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹；
在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如下图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s)，那么：

(1)实验中下列物理量中需要直接测量的量有________，通过计算可得到的量有________（填字母序号）.
A．重锤质量B．重力加速度
C．重锤下落的高度D．与下落高度相应的重锤的瞬时速度
(2)纸带的________ (填“P”或“C”，用字母表示)端与重物相连；
(3)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=________m/s(保留到小数点后两位)；
(4)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________J，此过程中物体动能的增加量△Ek=________J；(g取9.8m／s2保留到小数点后两位)
(5)通过计算表明数值上ΔEP _____ ΔEk（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为______________，实验的结论是：_______________.

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