题目内容
16.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W;当用2条、3条、4条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出.(1)关于该实验,下列说法正确的是CD.
A.打点计时器可以用干电池供电
B.实验仪器安装时,可以不平衡摩擦力
C.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3,W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
(2)如图2所示,给出了某次实验打出的纸带,从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带,测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.48cm,BC=1.60cm,CD=1.62cm,DE=1.62cm;已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=0.81m/s.(结果保留两位有效数字)
分析 (1)实验原理:橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能,实验中用到多条橡皮筋,就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系;
(2)橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足:w=$\frac{1}{2}$mv2的关系,所以当小车质量一定时:w与v2成正比.
解答 解:①A:打点计时器使用的交流电源,故A错误.
B:实验仪器安装时,要平衡摩擦力,让绳子的拉力等于小车受到的合外力,故B错误.
C:小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功,所以小车必须从同一位置由静止弹出.故C正确.
D:橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足:w=$\frac{1}{2}$mv2的关系,所以当小车质量一定时:w与v2成正比.所以最好做w与v2的关系,实验时需要画多个图象找最好的,故D正确.
故选:CD
(2)从纸带上我们可判断出打C点时,小车具有最大的速度
vD可由C到E的平均速度求出:
即:vD=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0162+0.0162}{0.04}$=0.81m/s
故答案为:(1)CD;(2)0.81
点评 实验原理是:w=$\frac{1}{2}$mv2,实验中要清楚是如何改变W,如何获得的速度v即可,实验中用到多条橡皮筋,就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系,难度适中.
练习册系列答案
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11.
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止.金属板带电情况、线圈中的磁感应强度B的方向及变化情况、磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$、正确的说法是( )
| A. | 磁感应强度B竖直向上且正增强,金属板上板带负 | |
| B. | 磁感应强度B竖直向下且正增强,金属板上板带负 | |
| C. | 磁感应强度B竖直向上且正减弱,$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{dmg(R+r)}{nRq}$ | |
| D. | 磁感应强度B竖直向下且正减弱,$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{dmg(R+r)}{nRq}$ |
8.
如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场.一个质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入磁场,不计重力,则( )
| A. | 若粒子恰好从c点离开磁场,则磁感应强度B=$\frac{m{v}_{0}}{2qL}$ | |
| B. | 若粒子恰好从d离开磁场,则磁感应强度B=$\frac{2m{v}_{0}}{qL}$ | |
| C. | 若粒子恰好从bc边的中点离开磁场,则磁感应强度B=$\frac{4m{v}_{0}}{5qL}$ | |
| D. | 粒子从c点离开磁场时的动能大于从bc边的中点离开磁场时的动能 |
6.下列情况中,运动物体机械能一定守恒的是( )
| A. | 作匀速直线运动的物体 | B. | 作平抛运动的物体 | ||
| C. | 做匀加速运动的物体 | D. | 物体不受摩擦力的作用 |