题目内容
在用下图装置进行“探究恒力做功与滑块动能变化的关系”实验中,某同学设计了如下实验步骤: ①如图安装实验装置,反复移动垫块的位置,调整长木板的倾角θ,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;②取下细绳和钩码,同时记录钩码的质量m; ③保持长木板的倾角不变;启动打点计时器,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动,到达底端时关闭电源; ④取下纸带进行分析,计算恒力做的功与滑块动能的变化,探寻它们之间的关系.
回答下列问题:(重力加速度为g,结果用已知和测量的物理量字母表示)
(1)实验中,滑块在匀加速下滑过程中所受的合力大小为F=____________;
(2)实验中,得到的纸带如图所示,已知打点计时器的工作频率为f,在纸带上从某一点O开始每隔一个点选取一个计数点,分别标有O、A、B、C、D、E、F、G,测得相邻计数点间的距离如图所示:
选取纸带上A、F两点进行研究,则从A到F,质量为M的滑块动能的增加量ΔEk=_____ ___;合力F做的功WF=__ ___.若在误差允许范围内ΔEk=WF,则可初步确定恒力做的功等于滑块动能的变化.
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(1)mg
(2)[(x6+x7)2-(x1+x2)2] Mf 2/32mg(x2+x3+ x4+x5+ x6)
某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
| 时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
| 速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5= 3.48 m/s;
(2)从t2 到t5时间内,重力势能增量△Ep= 1.24 J,动能减少量△Ek= 1.28 J;
(3)在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep < △Ek (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是 存在空气阻力 .
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