14.某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關(guān)系”.實驗時,先接通電源再松開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點.小車所受到的拉力F為0.20N,小車的質(zhì)量為200g.

(1)實驗前,木板左端被墊起一些,使小車在不受拉力作用時做勻速直線運(yùn)動.這樣做的目的是AC
A.為了平衡摩擦力
B.增大小車下滑的加速度
C.可使得細(xì)繩對小車做的功等于合外力對小車做的功
D.為了滿足砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的要求
(2)同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析.小車剛開始運(yùn)動時對應(yīng)在紙帶上的點記為起始點O,在點跡清楚段依次選取七個計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s.測量起始點O至各計數(shù)點的距離,計算計數(shù)點對應(yīng)小車的瞬時速度、計數(shù)點與O點之間的速度平方差、起始點O到計算點過程中細(xì)繩對小車做的功.其中計數(shù)點D的三項數(shù)據(jù)沒有計算,請完成計算并把結(jié)果填入表格中.
點跡OABCDEFG
x/cm15.5021.6028.6136.7045.7555.7566.77
v/(m﹒s-10.6560.7550.9531.051
△v2/(m2﹒s-20.4300.5700.9081.105
W/J0.04320.05720.09150.112
(3)以W為縱坐標(biāo)、以△v2為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W-△v2圖象.B、C、E、F四點已經(jīng)在圖中描出,請在圖3中描出D點,并根據(jù)描點合理畫出圖象.
(4)根據(jù)圖象分析得到的結(jié)論W與△v2成正比.

分析 小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力,要使拉力等于合力,必須使重力的下滑分量平衡摩擦力,使小車在不受拉力作用時做勻速直線運(yùn)動時,沒有拉力的合力為0,重力的下滑分量等于摩擦力;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的速度等于該段時間的平均速度求解;將點用一條直線連接即可,使直線兩側(cè)的點數(shù)大致相等;過原點直線反映的是正比關(guān)系.

解答 解:(1)ABC、小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力,要使拉力等于合力,必須使重力的下滑分量平衡摩擦力,才能盡量減小實驗的誤差,使得細(xì)繩對小車?yán)ψ龅墓Φ扔诤贤饬π≤囎龅墓,故AC正確,B錯誤;
D、用質(zhì)量較小的砝碼就可以拉動小車,與木板左端被墊起一些沒有直接的關(guān)系,即與題意無關(guān),故D錯誤.
故選:AC.
(2)vD=$\frac{{x}_{E}-{x}_{C}}{2T}$=$\frac{(48.75-28.61)×0.01}{2×0.1}$m/s=0.857m/s
${{v}_{D}}^{2}$=(0.857m/s)2=0.734m2/s2
WOD=F•XOD=0.2×36.70×0.01=0.0734J
(3)描點,將五點連成通過原點的直線.  
(4)由于為過原點直線,故W與△v2成正比.  
故答案為:(1)AC;(2)0.857、0.734、0.0734.(3)如圖所示;(4)W與△v2成正比.

點評 該題全面考查探究“合外力做功與物體動能變化的關(guān)系”實驗的原理,步驟,注意事項和數(shù)據(jù)的分析.這就要求我們隊該實驗由全面的掌握.題目的難度適中.

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(2)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果,必須
A.每次把橡皮條拉到同樣的位置   B.每次把橡皮條拉直A
C.每次準(zhǔn)確讀出彈簧測力計的示數(shù) D.每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向
(3)某同學(xué)的實驗結(jié)果如圖所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與繩套結(jié)點的位置.圖中F是力F1與F2的合力的實驗值,F(xiàn)′是力F1與F2的合力的理論值.通過把F和F′進(jìn)行比較,可以驗證平行四邊形定則.(填F、F′)

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