题目内容
某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图1所示的装置,他们还找来了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、细沙.要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有
(2)实验时,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,要使沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,另外,实验时还要平衡摩擦力;
(3)在(2)的基础上,某同学测出滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测出此时沙和沙桶的总质量m,让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距s,并根据纸带算出这两点速度的大小分别为v1与v2(v1<v2).则实验要验证的数学表达式为:
(4)另一个同学用恒力验证动能定理,根据纸带算出相关各点的速度v,并量出它到起始点距离s,用△v2表示末、初速度的平方差即
-
,以△v2为纵轴,以s为横轴,他画出的图线是图2中的
(1)你认为还需要的实验器材有
天平和刻度尺
天平和刻度尺
(2)实验时,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,要使沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,另外,实验时还要平衡摩擦力;
(3)在(2)的基础上,某同学测出滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测出此时沙和沙桶的总质量m,让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距s,并根据纸带算出这两点速度的大小分别为v1与v2(v1<v2).则实验要验证的数学表达式为:
mgs=
M
-
M
1 |
2 |
v | 2 2 |
1 |
2 |
v | 2 1 |
mgs=
M
-
M
(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量,重力加速度为g);1 |
2 |
v | 2 2 |
1 |
2 |
v | 2 1 |
(4)另一个同学用恒力验证动能定理,根据纸带算出相关各点的速度v,并量出它到起始点距离s,用△v2表示末、初速度的平方差即
v | 2 2 |
v | 2 1 |
C
C
.分析:(1)根据实验原理,得到需要验证的表达式,从而确定需要的器材;
(3)实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功,求出合力的功和动能的增加量即可.
(3)由题意得到△v2与s的表达式,即可选择图象.
(3)实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功,求出合力的功和动能的增加量即可.
(3)由题意得到△v2与s的表达式,即可选择图象.
解答:解:(1)本实验要验证动能增加量和总功是否相等,故需要求出总功和动能,需要测量滑块的质量和通过的位移,故还要天平和刻度尺;
(3)对于滑块,细线的拉力所做的总功约为:mgs,动能增加量为:
M
-
M
,需要验证的数学表达式为mgs=
M
-
M
.
(4)起始点滑块的速度为零,△v2=
-
=
,由上式变形得:△v2=
s,则知,△v2∝s,C图正确.故选C
故答案为:(1)天平,刻度尺(米尺).(3)mgs=
M
-
M
.(3)C
(3)对于滑块,细线的拉力所做的总功约为:mgs,动能增加量为:
1 |
2 |
v | 2 2 |
1 |
2 |
v | 2 1 |
1 |
2 |
v | 2 2 |
1 |
2 |
v | 2 1 |
(4)起始点滑块的速度为零,△v2=
v | 2 2 |
v | 2 1 |
v | 2 2 |
2mg |
M |
故答案为:(1)天平,刻度尺(米尺).(3)mgs=
1 |
2 |
v | 2 2 |
1 |
2 |
v | 2 1 |
点评:本题关键是根据实验原理:动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法.
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