题目内容
某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究恒力对小车做功与小车动能改变的关系”实验,在实验中,该小组同学进行了平衡摩擦力后,把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力.
①除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有 .
②如图2为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究“恒力对小车做功与小车动能改变的关系”.已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,M远大于m.用题中给出的字母,恒力对小车做的功可表示为 ,小车动能的改变量可表示为 ,只要推导出二者在误差范围内相等即可得出结论.

①除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有
②如图2为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究“恒力对小车做功与小车动能改变的关系”.已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,M远大于m.用题中给出的字母,恒力对小车做的功可表示为
分析:(1)由于实验需要测量小车速度和质量,故还需要的测量仪器有刻度尺、天平.
(2)恒力做功根据W=Fscosα进行计算,用平均速度代替瞬时速度的方法求出AB两点的速度,进而求出动能的改变量.
(2)恒力做功根据W=Fscosα进行计算,用平均速度代替瞬时速度的方法求出AB两点的速度,进而求出动能的改变量.
解答:解:(1)由于实验需要测量小车速度,速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的,故要测量点距,需要刻度尺;本实验还要测量质量,故选要天平.
(2)小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,M远大于m.则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg,所以恒力对小车做的功可表示为:mgx.
由v
=
可知,vA=
,vB=
.所以小车动能的改变量为:
MvB2-
MvA2=
((
)2-(
)2)=
故答案为:(1)刻度尺、天平;(2)mgx;
.
(2)小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,M远大于m.则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg,所以恒力对小车做的功可表示为:mgx.
由v
| t |
| 2 |
| x |
| t |
| x1 |
| 2T |
| x2 |
| 2T |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| M |
| 2 |
| x2 |
| 2T |
| x1 |
| 2T |
| M(x22-x12) |
| 8T2 |
故答案为:(1)刻度尺、天平;(2)mgx;
| M(x22-x12) |
| 8T2 |
点评:明确“探究恒力做功与动能改变的关系”实验的实验原理及方法是求解本题的关键.
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