题目内容
17.某同学在实验室用如图所示的装置来研究有关做功的问题.如图(一)所示,在保持M>>m条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,在控制小车的质量不变的情况下进行实验.
在实验中,该同学先接通打点计时器的电源,后放开纸带,已知交流电的频率为50Hz,如图(二)是在沙和沙桶质量m=100g,小车M=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图(二),则打B点时小车的动能为0.498J,从开始运动到打至B点时,绳的拉力对小车做功W=0.500J.(保留3位有效数字g=9.8m/s2)绳的拉力对小车做功W大于小车获得的动能Ek,导致这一结果的主要原因摩擦没有完全抵消掉.
分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点时的速度,从而求出小车此时的动能.根据拉力的大小,结合移动的位移求出拉力做功的大小.
绳子对小车做功与小车获得的动能不等的原因有:摩擦力未平衡,或沙和沙桶的重力大于绳子的拉力.
解答 解:由平均速度表示中间时刻的瞬时速度可知,B点的速度为:vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{(62.00-42.05)}{0.2}$cm/s=99.75cm/s=0.9975m/s,
小车的动能为:Ek=$\frac{1}{2}$Mv2=$\frac{1}{2}$×1×0.99752≈0.498J.
绳子拉力对小车做功的大小为:W=mgx=0.1×9.8×0.5101J≈0.500J.
绳子拉力对象小车做功大于小车获得的动能,主要的原因是摩擦没有完全抵消掉.
故答案为:(1)0.498,0.500;(2)摩擦没有完全抵消掉
点评 本题考查探究功与速度变化的关系实验,解决本题的关键掌握纸带处理的方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,以及知道实验误差形成的原因,明确阻力作用所带来的影响.
练习册系列答案
相关题目
18.关于物体的重心,下列说法正确的是( )
| A. | 形状规则的物体的重心,一定在它的几何中心上 | |
| B. | 形状不规则的物体的重心,不可能在它的几何中心上 | |
| C. | 物体的重心位置跟物体的质量分布和几何形状有关 | |
| D. | 用悬挂法寻找物体的重心,当物体静止时,细线的方向一定通过重心 |
19.关于弹力和摩擦力,下列说法中错误的是( )
| A. | 某接触面,有摩擦力必有弹力 | |
| B. | 某接触面,有弹力必有摩擦力 | |
| C. | 弹力和摩擦力都是接触力 | |
| D. | 同一接触面上弹力和摩擦力一定互相垂直 |
5.对下列概念、公式的理解,正确的是( )
| A. | 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 | |
| B. | 根据E=$\frac{F}{q}$,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q成反比 | |
| C. | 根据W=qU,一个电子(-e)在电势差为1V的两点间被电场加速,电场力做功为1J | |
| D. | 根据Uab=$\frac{W_{ab}}{q}$,若带电荷量为1×10-5C的正电荷从a点移动到b点,克服电场力做功为1×10-5J,则a、b两点的电势差为Uab=1V,且a点电势比b点高 |
9.质量为m的小球从空中某点由静止释放,下落高度h后加上一竖直向上的恒力,再经过相同时间小球又回到原出发点,不计空气阻力,小球始终没有落地,重力加速度为g,则下列说法中错误的是( )
| A. | 从加恒力开始到小球返回原出发点的过程中,恒力做的功为2mgh | |
| B. | 从加恒力开始到小球下落至最低点的过程中,小球的动能减少了mgh | |
| C. | 从开始下落到小球运动至最低点的过程中,小球的重力势能减少了$\frac{4}{3}$mgh | |
| D. | 小球返回原出发点时的速度大小为$\sqrt{8gh}$ |
7.
在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为μ,工件表面带有污渍,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有( )
| A. | 传送带的速度为$\frac{x}{T}$ | |
| B. | 传送带的速度为2$\sqrt{2μgx}$ | |
| C. | 每个工件在传送带上留下的污迹长$\frac{{x}^{2}}{(2ug{T}^{2})}$ | |
| D. | 每个工件在传送带上加速时间为$\frac{x}{(2ugT)}$ |