题目内容
【题目】利用图示实验装置“探究做功与物体动能变化关系”,图中1、2是光电计时器的光电门,光电计时器可记录滑块上的遮光片P通过光电门的时间,实验时光电门1固定,光电门2位置可以改变。(重力加速度大小为g)
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(1)为了计算滑块通过光电门的速度,先用游标卡尺测量遮光片的宽度如图,遮光片的宽度d=______mm;
(2)用天平测量出带着遮光片时滑块的质量为M,钩码的质量为m,将滑块用轻绳与钩码连接,调节木板左端垫片的位置,当轻推滑块通过光电门1、2所用的时间相等,说明滑块匀速运动;
(3)不挂钩码,滑块从光电门1上方位置释放,记录遮光片通过光电门1、2时间t1、t2,用刻度尺测量两个光电门距离L,滑块从光电门1运动到光电门2的过程,外力做功为______,动能变化量为___________(用t1、t2、d、M、m、L和g表示),并进行比较;
(4)改变光电门2及滑块的释放位置,多次重复实验步骤(3);
(5)利用图象处理相应的实验数据,探究做功与物体动能变化关系。
【答案】4.30 mgL
【解析】
根据题意可知,本题考查“探究做功与物体动能变化关系”,根据实验原理,运动光电门求出瞬时速度,找出外力功和动能变化分析求解;
(1)游标卡尺的读数为:
;
(3)挂钩码时,整体匀速下滑,不挂钩码时,滑块受到的外力大小等于钩码重力,即大小为
,则外力的功为:
;
通过光电门1的瞬时速度为:
,通过光电门2的瞬时速度为:![]()
则动能变化量为:
。
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