题目内容
8.某同学用如图所示的装置做“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,实验中测得钩码质量为m、小车的质量为M,选出一条点迹清晰的纸带,用直尺测得各计数点与A点间的距离如图所示.已知两相邻计数点的时间间隔为T,重力加速度为g,不计小车所受阻力,并且m<M,取纸带上的BD段进行研究,则合外力对小车做的功w=mg(d3-d1),小车动能的改变量△Ek=$\frac{{Md}_{4}}{8{T}^{2}}{({d}_{4}-2{d}_{2})}^{\;}$,比较W和△Ek的数值可得出两者的关系.分析 合力做的功等于等于重力做的功;根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度,求解B、D点的瞬时速度,再确定动能增量.
解答 解:不计小车所受阻力,合外力即为钩码的重力,即只有重力对小车做功,所以BD段合外力做的功为 W=mg(d3-d1);
匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度,因此有:vD=$\frac{{d}_{4}-{d}_{2}}{2T}$;vB=$\frac{{d}_{2}}{2T}$
则小车动能的改变量为△Ek=$\frac{1}{2}{{Mv}_{D}}^{2}-\frac{1}{2}{{Mv}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}M{(\frac{{d}_{4}-{d}_{2}}{2T})}^{2}-\frac{1}{2}{M(\frac{{d}_{2}}{2T})}^{2}$=$\frac{M}{8{T}^{2}}[({d}_{4}-{d}_{2})^{2}-{{d}_{2}}^{2}]$=$\frac{{Md}_{4}}{8{T}^{2}}{({d}_{4}-2{d}_{2})}^{\;}$
故答案为:mg(d3-d1);$\frac{{Md}_{4}}{8{T}^{2}}{({d}_{4}-2{d}_{2})}^{\;}$.
点评 本题考查了实验的基础操作,要能利用功能关系和匀变速直线运动规律来处理数据,较好的考查了学生对基础知识、基本规律的掌握情况.
练习册系列答案
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19.电梯内有一物体,质量为m,用细绳挂在电梯的天花板上,当电梯以$\frac{1}{6}$g的加速度沿竖直方向运动时,细绳对物体的拉力是( )
| A. | $\frac{1}{6}$mg | B. | $\frac{5}{6}$mg | C. | mg | D. | $\frac{7}{6}$mg |
16.
如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b,虚线cd水平.现由静止释放两物块,物块a从图示位置上升,并恰好能到达c处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
| A. | 物块a 到达c点时加速度为零 | |
| B. | 绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量 | |
| C. | 绳拉力对物块b先做负功后做正功 | |
| D. | 绳拉力对物块b做的功等于物块 b机械能的减少量 |
20.
如图所示,实线为不知方向的三条电场线,虚线1和2为等势线,从电场中M点以相切于等势线1的相同速度飞出a、b两个带电粒子,粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.在开始运动的一小段时间内,粒子仍在图示区域,则以下说法正确的是( )
| A. | a所受的电场力较小,b所受的电场力较大 | |
| B. | a的速度将减小,b的速度将增大 | |
| C. | a 一定带正电,b一定带负电 | |
| D. | 两个粒子的电势能均减小 |
17.神舟五号飞船在发射至返回的过程中,哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的?( )
| A. | 飞船升空的阶段 | |
| B. | 飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段 | |
| C. | 飞船在空中减速后,返回舱与轨道舱分离,然后在大气层以外向着地球做无动力飞行 | |
| D. | 进入大气层并运动一段时间后,降落伞张开,返回舱下降 |