题目内容
【题目】如图甲所示,是某研究性学习小组做探究“探究功与速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,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,橡皮筋对小车做功为2W,3W…小车每次实验过程中的运动由打点计时器所打的纸带记录.
(1)安装橡皮筋前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板一侧的高度,直到向下轻推小车后观察到_______;
(2)关于该实验,下列说法正确的是________
A.实验前先平衡摩擦力是为了保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度必须保持一致
C.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
D.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
(3)图乙给出了某次实验打出的纸带,从中截取了一段纸带,已知相邻两点时间间隔为0.02s,则橡皮筋松弛后小车获得的速度v=_______m/s(结果保留两位有效数字).
(4)以v2为纵坐标,以橡皮筋作的功W为横坐标,利用实验数据作出v2-W图象如图丙,由此图象可得v2与W的关系为______.根据我们学过的功与能相关知识,猜想影响图线斜率的物理量可能有_____(写出一个即可).
【答案】纸带上打下的点间距均匀 ABD 0.81 v2与W成正比 小车的质量
【解析】
(1)[1]安装橡皮筋前,平衡摩擦力后,小车做匀速运动,轻推小车后观察到纸带上打下的点间距均匀。
(2)[2]A. 实验前先平衡摩擦力是为了保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功,故A正确。
B.为了保证每根橡皮条每次对小车做功相同,每次实验中,橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,故B正确。
C.该实验不需算出橡皮筋对小车做功的具体数值,而是通过改变橡皮条的根数使对小车做的功成倍增加,故C错误。
D. 为了减小实验误差,每次实验小车必须从同一位置由静止弹出,故D正确。
(3)[3]取匀速段计算速度
(4)[4][5]根据图像可知v2与W成正比,根据动能定理可知 ,所以影响斜率的物理量可能为小车的质量。
【题目】某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克,g取10 m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车加速度a;将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s-2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a-mg图象,如图2所示,该图象中直线不过坐标原点的原因是___________。
(2)根据上述图象能求解的物理量是____________,其大小为_____________。
(3)你认为本实验中小车的质量 ____________ (填“是”或“否”)需要远远大于砝码的质量。