题目内容
【题目】如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________选填选项前的字母。
A.把长木板右端垫高 改变小车的质量
(2)在不挂重物且________选填选项前的字母的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 计时器打点
(3)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、、如图所示。
实验中,重物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__________,打B点时小车的速度________。
(4)以为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的图象。由此图象可得随W变化的表达式为________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是________。
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映关系的是________。
A. B. C. D.
【答案】A B 质量 A
【解析】
(1)[1].平衡摩擦力时:把长木板的右端适当垫高,让小车与纸带相连,轻推小车,小车做匀速直线恰好平衡摩擦力,故选A。
(2)[2].此时应当让打点计时器打点,因为打点计时器也会有摩擦力,故选B;
(3)[3].由于近似认为拉力等于重力,所以根据可知,拉力做功为:
;
[4].中点时刻的速度等于该段时间内的平均速度,所以B点的速度等于AC段的平均速度,即为:
;
(4)[5].由图示图线可知:
,
则随W变化的表达式为:
[6].功是能量转化的量度,所以功和能的单位是相同的,斜率设为k,则
代入单位后,k的单位为,所以与该斜率有关的物理量为质量;
(5)[7].若重物质量m不满足远小于小车质量M,则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力,由
和
知
,
由动能定理得:
,
而
,
则实际图线的斜率
,
重物质量m与小车质量M不变,速度虽然增大,但斜率不变,选项A正确。