20.為了探究功與速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖(a)所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題.

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取的措施為:應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,使小車在不接橡皮筋時(shí)能緩慢勻速下滑.
(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.
(3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出,對(duì)于不同數(shù)目的橡皮筋做功W,可以計(jì)算出小車獲得的對(duì)應(yīng)速度v,如圖(b)所示.
(4)根據(jù)圖(b)中的信息,求出橡皮筋做功為3W時(shí)小車獲得的速度v,及v2,并將所得結(jié)果填寫到下表(保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車做的功W2W3W4W
小車速度v(m/s)1.001.421.732.00
v2(m2/s21.002.023.004.00
(5)利用第(4)表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出W-v2圖象.從圖象可以得出的結(jié)論是:小車獲得的速度平方與橡皮筋對(duì)小車所做的功成正比.
(6)實(shí)驗(yàn)和理論都表明動(dòng)能定理是正確的,假設(shè)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功W=1J,利用第(5)中的W-v2圖象求出小車的質(zhì)量為2.00kg(保留3位有效數(shù)字).

分析 (1)小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一端墊高;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同,若一根橡皮筋做功為W,則兩根做功為2W,以此類推,根據(jù)W-b圖象求出3W時(shí)小車的速度v和速度的平方
(5)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象,根據(jù)圖象得出結(jié)論.
(6)根據(jù)動(dòng)能定理W=$\frac{1}{2}M{v}_{\;}^{2}$,結(jié)合$W-{v}_{\;}^{2}$的斜率求M

解答 解:(1)小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一段墊高,使小車勻速下滑.
(4)該實(shí)驗(yàn)中采用相同規(guī)格的橡皮筋,拉伸相同的長度,因此橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同,若一根做功為W,則兩根做功為2W,以此類推;
由W-v圖象可知,當(dāng)做功3W時(shí),v=1.73m/s
${v}_{\;}^{2}=3.00{m}_{\;}^{2}/{s}_{\;}^{2}$
(5)根據(jù)描點(diǎn)法做出圖象,如圖所示;

由W-v2圖象得到的結(jié)論是合外力做功與速度的平方成正比
(6)根據(jù)動(dòng)能定理$W=\frac{1}{2}M{v}_{\;}^{2}$,W-${v}_{\;}^{2}$直線的斜率為1,即$\frac{1}{2}M=1$,所以M=2.00kg
故答案為:(1)為了消除摩擦力,應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋剐≤囋诓唤酉鹌そ顣r(shí)能緩慢勻速下滑
(4)1.73,3.00
(5)如圖所示;  小車獲得的速度平方與橡皮筋對(duì)小車所做的功成正比
(6)2.00

點(diǎn)評(píng) 注意動(dòng)能定理中功是總功或合力做的功的含義,及平衡摩擦力的用意.本題考查了實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)操作,以及利用功能關(guān)系和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律來處理數(shù)據(jù),較好的考查了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本規(guī)律的掌握情況.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖,有一正方體空間ABCDEFGH,則下面說法正確的是(  )
A.若只在A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷,則電勢差UBC<UHG
B.若只在A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷,則B、H兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等
C.若只在A、G兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷,則UBC=UEH
D.若只在A、E兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷,則D、F兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

11.①某同學(xué)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系,方案如圖1所示.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為減小這種做法帶來的誤差,實(shí)驗(yàn)中要采取的兩項(xiàng)措施是:
a平衡摩擦力
b鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力

②如圖2所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T.距離如圖.則打B點(diǎn)時(shí)的速度為vB=$\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T}$;打E點(diǎn)時(shí)的速度為vE=$\frac{△{x}_{4}^{\;}+△{x}_{5}^{\;}}{2T}$;要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系,測得位移和速度后,還要測出的物理量有鉤碼的質(zhì)量m,小車的質(zhì)量M.
③若以B點(diǎn)到E點(diǎn)的過程為研究對(duì)象,探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系主要看表達(dá)式$mg(△{x}_{2}^{\;}+△{x}_{3}^{\;}+△{x}_{4}^{\;})$=$\frac{1}{2}M(\frac{△{x}_{4}^{\;}+△{x}_{5}^{\;}}{2T})_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M(\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T})_{\;}^{2}$(用題目中給出的已知量表達(dá))在誤差范圍內(nèi)是否成立.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

8.如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅰ象限有豎直向上的勻強(qiáng)電場,第Ⅱ象限有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)量為m、電量為-q的粒子從磁場中M點(diǎn)以速度v0沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)y軸上N點(diǎn)沿x軸正方向射入電場,并從x軸上P點(diǎn)離開電場,已知M點(diǎn)的坐標(biāo)為(-d,d),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2d,0),不計(jì)粒子的重力.求:
(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖1,圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.
(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺(填測量工具)和交流(填“交流”或“直流”)電源;
(2)實(shí)驗(yàn)中,小車會(huì)受到摩擦阻力的作用,可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力,則下面操作正確的是D
A.放開小車,能夠自由下滑即可
B.放開小車,能夠勻速下滑即可
C.放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可
D.放開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可
(3)若木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車速度最大時(shí),關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法正確的是B
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)            B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處      D.小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
(4)在正確操作情況下,打在紙帶上的點(diǎn),并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的GK部分進(jìn)行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答).

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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題

5.用如圖所示的器材探究做功與速度變化的關(guān)系.
(1)下列說法正確的是BD
A.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,長木板應(yīng)水平放置
B.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加
C.小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后小車做勻速運(yùn)動(dòng)
D.應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的速度
(2)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),如下表格所示:
次數(shù)1234
橡皮筋做的功W2W3W4W
小車v(m/s)1.001.421.732.00
v2(m2/s21.002.012.994.00
從表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是:橡皮筋做的功與速度的平方成正比.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究動(dòng)能定理.他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.

(1)下列實(shí)驗(yàn)要求中不必要的一項(xiàng)是A(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母).
A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些
C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平
D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)保持滑塊的質(zhì)量M、遮光條寬度d和A、B間的距離L不變,改變鉤碼質(zhì)量
m,測出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t,通過描點(diǎn)作出線性圖象,研究滑塊動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出的圖象是D(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母).
A.t-F圖        B.t2-F圖       C.$\frac{1}{t}$-F圖     D.$\frac{1}{t^2}$-F圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

9.如圖所示,一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r=20cm的圓周自A點(diǎn)出發(fā),逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),在2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)圓周到達(dá)B點(diǎn),求:
(1)質(zhì)點(diǎn)的位移和路程.
(2)質(zhì)點(diǎn)的平均速度的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

10.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b,得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示.則:b彈簧的原長更長,a彈簧的勁度系數(shù)更大.(填“a”或“b”)

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同步練習(xí)冊(cè)答案