题目内容

7．某实验小组利用如图所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上并用一不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码．
（1）实验中把长木板左端垫高适当高度，使得长木板向右略微倾斜，这样做目的是C．
A．为了增大小车下滑的加速度
B．为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
C．可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
（2）实验主要步骤如下：
初始时小车静止在C点，在砝码盘中放上砝码，释放后小车在细线拉动下运动，记录此时小车及小车中砝码的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为删（己知m＜＜M），挡光片通过A、B两光电门的遮光时间分别为t1、t2，则小车通过A、B过程中动能的变化量△E==$\frac{1}{2}M$[$（\frac{d}{{t}_{2}}）^{2}$-$（\frac{d}{{t}_{1}}）^{2}$]（用字母M、t1、t2、d表示）．
（3）如表是他们测得的多组数据，其中M是小车及小车中砝码质量之和，|v22-v12|是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，mg是砝码盘及盘中砝码的总重力，W是小车在A、B间运动时绳子拉力对其所做的功，表格中△E2=0.413J，W2=0.420J（结果保留三位有效数字）．
次数M/kg|v22-v12|/（m/s）2△E/Jmg/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.65△E2=？0.840W2=？
31.002.401.202.421.21
41.002.841.422.861.43

分析 （1）为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力．
（2）小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动，通过速度传感器可算出A B两点的速度大小，根据△Ek=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\frac{d}{{t}_{2}}）^{2}$-$（\frac{d}{{t}_{1}}）^{2}$]，即可计算出动能的变化；
（3）针对表格中数据的特点，总结出相应的规律，求出△E2和W2

解答 解：（1）为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对小车做的功应先平衡摩擦力，摩擦力平衡好的检测标准即：可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动，故AB错误，C正确；
故选：C；
（2）①小车通过A时的速度：vA=$\frac{d}{{t}_{1}}$
小车通过B时的速度：vB=$\frac{d}{{t}_{2}}$；
则小车通过A、B过程中动能的变化量△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\frac{d}{{t}_{2}}）^{2}$-$（\frac{d}{{t}_{1}}）^{2}$]；
（3）据以上可知：△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$

所以：△E2=$\frac{1}{2}$×0.5×1.65J=0.413J
可得△E3=0.600J
观察F-W数据规律可得数值上：W2=$\frac{0.840}{2}J$=0.420 J
故答案为：（1）C；（2）$\frac{1}{2}M$[$（\frac{d}{{t}_{2}}）^{2}$-$（\frac{d}{{t}_{1}}）^{2}$]；（3）0.413J，0.420J．

点评 这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律．
做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决．对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化．

练习册系列答案
相关题目
17．竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为（　　）
A．p、V都不变B．V增大，p减小C．V减小，p增大D．无法确定
18．将一个物体以v0=2m/s的初速度从距离水平地面h=0.2m的位置水平抛出．不计空气阻力，g=10m/s2，试求：
①物体的运动时间t    
②物体的水平位移x．
15．下列说法中正确的有（　　）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流和感应电动势
D．线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电动势
2．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为63.0cm、70.0cm、78.0cm、85.0cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于7.64 J，动能的增加量等于7.03J（均取3位有效数字）．
12．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧下端固定、上端与B物体连接，物体A叠放在B上，A、C两物体通过细线连接并跨放在光滑的滑轮上．初始时控制C使之静止，且绳子刚好拉直但未绷紧．已知A、B、C质量分别为m、2m、2m，C与右侧平台的高度差为d．将C由静止释放后，C向下运动同时带动A、B上升．已知在A、B分离之前C还未落到平台上，且全过程A物体不会碰到滑轮．忽略空气阻力影响，重力加速度为g，已知弹簧弹性势能E弹与形变量△x之间的关系满足E弹=$\frac{1}{2}$k△x2．试求在释放C后的运动过程中：
（1）从开始到A、B刚好分离这一过程中，B物体上升的高度；
（2）A、B刚好分离瞬间，B物体的速度；
（3）A物体能够上升的最大高度．
19．下列现象中，能用离心现象解释的有（　　）
A．洗衣机的脱水筒把衣服上的水脱干
B．抖掉衣服表面的灰尘
C．使用离心机可迅速将悬浊液中的颗粒沉淀
D．汽车急刹车时，乘客身体向前倾
16．做圆周运动的两个物体M和N，它们的质量不同，它们所受到的向心力F与轨道半径R之间的关系如图所示，其中图线N为反比例曲线．则由图象可知（　　）
A．物体M和N的线速度均保持不变
B．在两图线的交点所对应的状态，M和N的动能相同
C．在两图线的交点所对应的状态，M和N的向心加速度大小相同
D．随着半径增大，M的线速度增大，N的角速度减小
17．下列说法中正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光的偏振现象
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．肥皂泡在阳光照耀下呈现出彩色条纹这是光的衍射现象

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网