题目内容

某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次小车都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出.
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(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是
 

(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的
 
部分进行测量;
(3)下面是本实验的数据记录表,请将表格中未完成的数据填写在对应的位置;
      数据
物理量
橡皮筋
做的功
10个间距的距离x(m) 10个间距的时间T(s) 小车获得的速度vn 小车速度的平方v
 
2
n
1 W 0.200 0.2 1.00 1.00
2 2W 0.280 0.2
3 3W 0.300 0.2 1.50 2.25
4 4W 0.400 0.2 2.00 4.00
5 5W 0.450 0.2 2.25 5.06
(4)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn
 
,请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性.
分析:1、小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,需要采取平衡摩擦力的措施.
2、橡皮条做功完毕,速度最大,做匀速运动,计算速度时要选取点距均匀的部分.
3、根据匀速直线运动的位移公式x=vt求得各点的速度.
4、根据动能定理可知,合外力做的功应等于物体动能的变化量,所以W与v2成正比,用描点法作出图象.
解答:解:(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力.
(2)小车的运动情况,先加速,再匀速,最后减速,橡皮条做功完毕,速度最大,做匀速运动,因此算速度时要选取点距均匀的部分,
(3)根据匀速直线运动的位移公式x=vt得:v=
x
t
,所以:v2=
0.28
0.2
=1.4m/s.所以v22=1.96
(4)由动能定理可知,合外力做的功应等于物体动能的变化量,所以W与v2成正比,即
Wn∝vn2,根据表中实验数据,应用用描点法作图,图象如图所示;由图象可得:
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误差容许的范围内,图象是经过原点的直线,说明Wn与vn2成正比.
故答案为:(1)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力;(2)点距均匀;(3)1.4;1.96;(4)vn2
点评:本题关键要明确小车的运动情况,先加速,再匀速,最后减速,橡皮条做功完毕,速度最大,做匀速运动,因此明确实验原理是解答本题的关键.
练习册系列答案
相关题目
完成下列实验题
(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,下列所给步骤的合理顺序为(开始两步已排好)
CFEBAD
CFEBAD

A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,
多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S.
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.
C.用浅盘装入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撤在水面上.
D.用公式D=
V
S
求出薄膜厚度,即油酸分子的直径.
E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒,记下溶液的滴数n与量筒中增加的溶液体积V0
(2)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出(橡皮筋与小车不再相连)沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.(不计阻力)
 
(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有
刻度尺,低压交流电源
刻度尺,低压交流电源

(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的
打点均匀
打点均匀
部分进行测量;
(3)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
物理量
数据
次数
橡皮筋做的功 10个间隔的距离S(m) 10个间隔的时间T(s) 小车获得的速度vn(m/s) 小车速度的平方vn2(m/s)2
1 W 0.200 0.2
2 2W 0.280 0.2
3 3W 0.300 0.2
4 4W 0.400 0.2
5 5W 0.450 0.2
(4)你认为橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是
Wn正比于
v
2
n
Wn正比于
v
2
n
(2007?深圳一模)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图甲中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有
刻度尺
刻度尺

(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力

(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的
点距均匀
点距均匀
部分进行测量;
(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
橡皮筋做的功 10个间隔的距离S(m) 10个间隔的时间T(s) 小车获得的速度vn(m/s) 小车速度的平方vn2(m/s)2
1 W 0.200 0.2
2 0.280 0.2
3 0.300 0.2
4 0.400 0.2
5 0.450 0.2
(5)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn
v2
v2
.请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(6)若在实验中你做出的图线(图乙)与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是:
分析误差来源或改进试验方案或测量手段,重新进行试验
分析误差来源或改进试验方案或测量手段,重新进行试验

(1)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出,而后确定橡皮筋做的功和物体速度变化的关系.回答下列问题:

①除了图中已给出的实验器材外,还需要的器材有低压交流电源和
刻度尺
刻度尺

②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是
木块的末端垫高,平衡摩擦力
木块的末端垫高,平衡摩擦力

③若某次实验打出的一条纸带如图所示,则小车由于橡皮筋弹力做功所获得的速度为
1.00m/s
1.00m/s
m/s.(打点计时器所用交变电压的频率为50Hz)

(2)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,以及从废旧电器上拆下的电阻、电容、电感线圈、白炽灯等元件.现从这些材料中选取两个待测元件,即电阻R0(约为2KΩ))和白炽灯.现用手机中的锂电池 (电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为300mA)以及可供选择的下列器材进行实验:
A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程300mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为10Ω)
D.滑动变阻器R1 (0~20Ω,额定电流lA)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只,导线若干
①为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图甲所示的电路原理图并选取了相应的器材 (电源用手机中的锂电池),其中有一种器材选取不妥,应做出的调整是
电流表A1换成电流表A2
电流表A1换成电流表A2

②为研究白炽灯的伏安特性曲线,该同学重新设计了一个实验电路,测出了加在灯两端的电压U和通过灯的电流I共8组数据 (见下表):
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00
I/A 0 0.08 0.13 0.18 0.20 0.24 0.29
请在图乙坐标中,描点作出U一I图线.由图象可知,随着电流的增大,白炽灯的电阻
增大
增大
(选填“增大“、“减小“或“不变“).

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