题目内容
【题目】某实验小组用如图1所示的实验装置“探究功与速度变化的关系”。
(1)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。现把长木板右端垫高,在不挂钩码且打点计时器打点的情况下,轻推一下小车,若获得了如___________(选填“图2”或“图3”)所示的纸带,表明已平衡了摩擦力和其他阻力。
(2)挂上质量为m的钩码,接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知打相邻计数点间的时间间隔为T,测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……如图4所示。
实验中,钩码质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=___________,打B点时小车的速度v=___________。
(3)以W为纵坐标,v2为横坐标,利用实验数据作出如图5所示的W—v2图像。通过图像可以得到的结论是______________________。
【答案】图3 mgx2 外力对物体所做的功和速度的二次方成正比
【解析】
第一空.当摩擦力平衡后,轻推小车,小车应该在木板上匀速运动,纸带上的点迹应该是均匀的,即为图3所示;
第二空.从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=mgx2;
第三空. 打B点时小车的速度等于AC之间的平均速度,则;
第四空.由图像可知,W与v2成正比,即外力对物体所做的功和速度的二次方成正比.
【题目】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。
距离 | d1 | d2 | d3 |
测量值/cm |
①计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2= (以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示)代入得v2= m/s.(结果保留两位有效数字)
②加速度a=______(结果保留两位有效数字)