题目内容

在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某同学用1kg的小车，在平衡摩擦力之后，挂上40g的小砂桶后，小车拖动纸带并打出一系列的点．图中的纸带只是打出的纸带的一部分，所标注的点是计时器每打5点所取的一个计数点，测量数据如图．则：（所用交流电的频率为50Hz，重力加速度g=9.80m/s2）
（1）b点所对应的小车运动的动能为______J；
（2）从b点到e点，小车动能的增加量为______J；
（3）从b点到e点，砂桶对小车做功______J．
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由题意可知，计数点间的时间间隔t=
1
50
×5=0.1（s），小车做匀加速直线运动；
（1）b点所对应的小车的速度vb=
.
vac
=
ac
2t
=
3.15+3.60
2×0.1
=33.75cm/s=0.3375m/s，
小车的动能Ekb=
1
2
mvb2=
1
2
×1kg×（0.3375m/s）2≈0.057J；
（2）b点所对应的小车的速度ve=
.
vdf
=
df
2t
=
4.45+4.85
2×0.1
=46.5cm/s=0.465m/s，
小车的动能Eke=
1
2
mve2=
1
2
×1kg×（0.465m/s）2≈0.108J；
△Ek=Eke-Ekb=0.108J-0.057J=0.051J；
（3）由动能定理得：从b点到e点，砂桶对小车做功W=Eke-Ekb=0.108J-0.057J=0.051J；
故答案为：（1）0.057；（2）0.051；（3）0.051．
练习册系列答案
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在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某同学用1kg的小车，在平衡摩擦力之后，挂上40g的小砂桶后，小车拖动纸带并打出一系列的点．图中的纸带只是打出的纸带的一部分，所标注的点是计时器每打5点所取的一个计数点，测量数据如图．则：（所用交流电的频率为50Hz，重力加速度g=9.80m/s2）
（1）b点所对应的小车运动的动能为
0.057
0.057
J；
（2）从b点到e点，小车动能的增加量为
0.051
0.051
J；
（3）从b点到e点，砂桶对小车做功
0.051
0.051
J．
在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某同学采用如下图装置，小车质量M，在平衡摩擦力之后，挂上重物m后，小车拖动纸带并打出一系列的点．图中的纸带只是打出的纸带的一部分，所标注的点相邻两点的时间间隔为T．使用毫米刻度尺进行测量后，将数据记录在图中．则：（重力加速度为g）

（1）若在该实验装置中绳子对小车的拉力取为mg，则小车质量M与所挂重物质量m应满足什么关系
B
B

A、M＞m      B、M＞＞m      C、M＜m        D、M＜＜m
（2）若小车质量M和重物质量m满足（1）中条件，请用题目所给各个物理量的符号计算下面问题：
b点所对应的小车运动的动能为
M(s1+s2)2
8T2
M(s1+s2)2
8T2
；
从b点到e点，小车动能的增加量为
M[(s4+s5)2-(s1+s2)2]
8T2
M[(s4+s5)2-(s1+s2)2]
8T2
；
从b点到e点，重物对小车做功
mg（s2+s3+s4）
mg（s2+s3+s4）
．
（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：精英家教网
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板七的小车通过-个定滑轮与悬吊的托盘相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
⑤测出s、s1、s2 （如图乙所示），查得打点周期为T
判断已平衡摩擦力的直接证据是
 
；本实验还需直接测量的物理量是：
 
．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是
 
．（用相应的符号表示）
（2）利用本装置还可以测量滑块与木板之间的动摩擦因数．将小车换成滑块，木板平放在水平桌面上，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
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①上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、l、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度α=
 
（保留三位有效数字）．
②为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有
 
．（填入所选物理量前的字母）
A、木板的长度l
B、木板的质量m1
C、滑块的质量m2
D、托盘和砝码的总质量m3
E、滑块运动的时间t
测量上述所选定的物理量时需要的实验器材是
 
．
③滑块与木板间的动摩擦因数μ=
 
（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．

（1）下列有关实验的描述中，正确的是         

A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，同一次实验只需保证橡皮筋的伸长量相同即可

B．在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数

C．在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平

D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，应由v=gt求出打某点时纸带的速度

（2）测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定。

① 实验过程中，应调整定滑轮高度，使                                 。

② 已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=           。

③ 如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm。

则木块加速度大小a=          m/s2(保留两位有效数字)。

在探究“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，某同学用1kg的小车，在平衡摩擦力之后，挂上44g的小砂桶后，小车拖动纸带并打出一系列的点。图4中的纸带只是打出的纸带的一部分，相邻计数点时间间隔为0.10s，测量数据如图4所示。（重力加速度g =9.80m/s2；）则：（结果保留两位有效数字）

（1）b点所对应的小车运动的动能为          J；

（2）从b点到e点，小车动能的增加量为          J；

（3）从b点到e点，砂桶对小车做功           J。

 

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