题目内容
9.为了探究“合外力做功与物体动能改变的关系”,某同学设计了如下实验方案:第一步:如图甲所示,把木板一端垫起,滑块通过跨过定滑轮的轻绳与一质量为m的重锤相连,重锤下连一纸带,纸带穿过打点计时器.调整木板倾角,直到轻推滑块,滑块沿木板向下匀速运动.
第二步:如图乙所示,保持木板倾角不变,取下细绳和重锤,将打点计时器安装在木板靠近定滑轮处,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,
第三步:接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出的纸带如图丙所示.其中打下计数点0时,滑块的速度为零,相邻计数点的时间间隔为T.
(1)根据纸带求打点计时器打E点时滑块的速度vE=$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$,
(2)合外力在OE段对滑块做功的表达式WOE=mgx5;(当地的重力加速度g)
(3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功形及A、B、C、D、E各点的瞬间速度v,以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,作出v2-W图象,发现它是一条过坐标原点的倾斜直线,测得直线斜率为k,则滑块质量M=$\frac{2}{k}$.
分析 (1)用平均速度代替瞬时速度去求解AB点的速度;
(2)合外力为重物的重力,要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x,根据W=Fx即可求解;
(3)根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解.
解答 解:(1)用平均速度代替瞬时速度得:VE=$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$;
(2)合外力为重物的重力,要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x5,则W=Fx=mgx5;
(3)合外力做的功为:W=Fx=Mg•$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$Mv2,所以v2=$\frac{2}{M}$W,已知直线斜率为k,所以M=$\frac{2}{k}$;
故答案为:(1)$\frac{{x}_{6}-{x}_{4}}{2T}$;(2)mgx5;(3)$\frac{2}{k}$;.
点评 本题主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法,能根据做功公式求出W与v2的关系式,根据图象的斜率求解质量,难度适中.
练习册系列答案
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20.
如图所示为真空中某一点电荷Q产生的电场,a、b分别是其电场中的两点,其中a点处的电场强度大小Ea=E0,b点处的电场强度大小Eb=3E0,且Ea、Eb间的夹角大于90°,方向如图所示.一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b,则( )
| A. | a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb=3:1 | |
| B. | a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb=$\sqrt{3}$:1 | |
| C. | a、b两点处的电势的大小关系为φa>φb | |
| D. | 在把检验电荷q沿直线从a移到b的过程中,电场力先做负功后做正功 |
14.
在反恐演习中,中国特种兵进行了飞行跳伞表演,伞兵从静止的直升机跳下且竖直下落,在t0时刻打开降落伞,在3t0时刻以v2速度着地,伞兵运动的速度时间图象如图所示下列结论中正确的是( )
| A. | 在0~t0时间内加速度一直增大 | |
| B. | 在t0~3t0之间加速度一直减小 | |
| C. | 在t0~3t0时间内平均速度$\overline{v}$<$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$ | |
| D. | 若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下则他们在空中的距离先增大后减小 |
1.
如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其速度-时间图象如图乙所示,则下列叙述正确的是( )
| A. | 电场线方向由B指向A | B. | 场强大小EA>EB | ||
| C. | Q可能为负电荷,也可能为正电荷 | D. | Q在A的左侧且为负电荷 |
19.
如图所示,竖直平面内有一个圆,BD是其竖直直径,AC是其另一条直径,该圆处于匀强电场中,场强方向平行于圆周所在平面.带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出,小球会经过圆周上不同的点,其中通过圆周上A点的小球动能最小,忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
| A. | 电场方向沿OA方向 | |
| B. | 小球经过圆周上的不同点时,过B点的小球的动能和电势能之和最小 | |
| C. | 小球经过圆周上的不同点时,过C点的小球的电势能和重力势能之和最小 | |
| D. | 小球经过圆周上的不同点时,机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点 |