题目内容

5.请仔细阅读材料,根据材料提供的信息回答问题:
小文借助速度传感器和其他仪器,迻行“影响动能大小的因素”的实验.多次测小车质量、小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离.数据如表1和表2所示,
表1 (小车的初速度为0.08m/s)
序号小车质量m/kg小车滑行距离m/s
10.10.1
20.20.2
30.30.3
表2 (小车的质量为0.1kg)
序号小车初速度v/(m/s)小车滑行距离m/s
10.080.1
20.160.4
30.240.9
(1)该实验过程中,小车在平面上运动的初速度是通过改变高度(选填“高度”或“质量”)来改变的.分析实验数据得出:动能大小与物体的质量和运动的速度有关,且速度对动能影响较大,那么动能与质量和速度之间又有怎样的定量关系呢?通过查阅资枓知道:动能与物体的质量成正比,与速度的二次方成正比,其表达式为:Ek=$\frac{1}{2}$mv2.小文有一个质量为0.8kg的遥控玩具车,在水平地面上以5m/s的速度匀速前进,其动能为10J.
(2)实验中,小车在水平面上运动一段距离后静止下来,是由于克服摩擦做功,消耗了小车的动能,且做功的多少就等于减少的动能,即W=Ek1-Ek2.质量是2×10-3kg的子弹,以300m/s的速度射入厚木板,射穿后的速度是100m/s.子弹穿过木板的过程中,克服摩擦阻力所做的功为80J.

分析 (1)在此实验中,同一小车高度不同重力势能不同,滑下后转化成的动能不同;通过改变小车的高度,来改变小车的初速度;根据公式Ek=$\frac{1}{2}$mv2把已知的数据带入计算遥控玩具车的动能;
(2)根据减少的动能用来克服摩擦做功,即由W=Ek1-Ek2计算克服阻力做功.

解答 解:
(1)小车在平面上运动的初速度是通过改变小车滑下时的高度来改变的;
根据Ek=$\frac{1}{2}$mv2,遥控玩具车的动能:
Ek=$\frac{1}{2}$×0.8kg×(5m/s)2=10J;
(2)由题克服摩擦阻力所做的功:
W=Ek1-Ek2=$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv22=$\frac{1}{2}$m(v12-v22
=$\frac{1}{2}$×2×10-3kg×[(300m/s)2-(100m/s)2]
=80J.
故答案为:(1)高度;10;(2)80.

点评 本题是影响动能大小的因素的实验考查同学们应用知识的能力,关键是通过阅读从中找到对应的公式进行相关的计算.

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