题目内容

某实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的轻细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小中车中可以放置砝码.
(1)实验主要步骤如下:
①测量小车(包括拉力传感器)的质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在靠右方的C位置,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.
③在小车中增加砝码或
改变钩码个数,
改变钩码个数,
重复②的操作.
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,|
v
2
2
-
v
2
1
|
是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间对小车所作的功.表格中的△E3=
0.600
0.600
,W3=
0.610
0.610
.(结果保留三位有效数字)
(3)分析下表,在误差范围内你可以得到的结论是
拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化
拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化
;
造成误差的原因
小车在运动过程中要克服阻力做功.
小车在运动过程中要克服阻力做功.
.数据记录表
次数 M/kg |
v
2
2
-
v
2
1
|
/(m/s)2
△E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
分析:小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动,通过速度传感器可读出两点速度的平方差,同时利用拉力传感器测量出拉小车的力,从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系.
解答:解:
(1)③改变钩码的个数,重复实验;
(2)由表格数据可得到:动能变化量△E3=
1
2
M(v22-v12)=
1
2
×0.500×2.40J=0.600J.
设AB距离为s,由第1次实验数据得知:W1=0.200J,F1=0.400N,由W1=F1s,得s=
W1
F1
=
0.200
0.400
m=0.5m;
可得到这样的规律:W=0.5F.
故第3次实验时,F3=1.220N,则  W3=F3s=1.220×0.5J=0.610J
(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示,由图线分析可知W=△E,可以得到的结论是:在误差实验允许的范围内,拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化;
造成误差的原因是:小车在运动过程中要克服阻力做功.
故答案为:(1)改变钩码个数;(2)0.600,0.610;(3)拉力F对小车所做的功等于小车和砝码动能的变化;小车在运动过程中克服阻力做功.
点评:本题要注意的是:钩码的重力不等于细线的拉力,同时学会分析实验数据,运用公式法和图象法两种方法得出规律.
练习册系列答案
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实验主要步骤如下:
①测量小车(包括拉力传感器)的质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在靠右方的C位置,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在小车中增加砝码或                   重复②的操作。
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间对小车所作的功。表格中的△E3=             ,W3=             。(结果保留三位有效数字)
(3)分析下表,在误差范围内你可以得到的结论是                                ;
造成误差的原因                                                             。
数据记录表

次数
M/kg
/(m/s)2
△E/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E1
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
 

某实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的轻细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小中车中可以放置砝码。

实验主要步骤如下:

①测量小车(包括拉力传感器)的质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;

②将小车停在靠右方的C位置,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。

③在小车中增加砝码或                   重复②的操作。

(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间对小车所作的功。表格中的△E3=             ,W3=             。(结果保留三位有效数字)

(3)分析下表,在误差范围内你可以得到的结论是                                ;

造成误差的原因                                                             。

数据记录表

次数

M/kg

/(m/s)2

△E/J

F/N

W/J

1

0.500

0.760

0.190

0.400

0.200

2

0.500

1.65

0.413

0.840

0.420

3

0.500

2.40

△E1

1.220

W3

4

1.000

2.40

1.20

2.420

1.21

5

1.000

2.84

1.42

2.860

1.43

 

 

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