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【題目】用如圖1所示裝置探究鉤碼和小車(含砝碼)組成的系統(tǒng)的“功能關系”實驗中,小車碰到制動擋板時,鉤碼尚未到達地面。

1)平衡摩擦力時,______(填“要”或“不要”)掛上鉤碼。

2)如圖2是某次實驗中打出紙帶的一部分。O、A、B、C4個相鄰的計數點,相鄰的兩個計數點之間還有4個打出的點沒有畫出,所用交流電源的頻率為50Hz.通過測量,可知打點計時器打B點時小車的速度大小為______m/s。

3)某同學經過認真、規(guī)范的操作,得到一條點跡淸晰的紙帶。他把小車開始運動時打下的點記為O,再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數點,可獲得各計數點到O的距離s及打下各計數點時小車的瞬時速度v。如圖3是根據這些實驗數據繪出的v2-s圖象。已知此次實驗中鉤碼的總質量為0.015kg,小車中砝碼的總質量為0.100kg,取重力加速度g=9.8m/s2,根據功能關系由圖象可知小車的質量為______kg.(結果保留兩位有效數字)

4)研究實驗數據發(fā)現,鉤碼重力做的功總略大于系統(tǒng)總動能的增量,其原因可能是______

A.鉤碼的重力大于細線的拉力

B.在接通電源的同時釋放了小車

C.未完全平衡摩擦力

D.交流電源的實際頻率大于50Hz

【答案】不要 0.36 0.18 CD

【解析】

1[1]小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力,為了在實驗中能夠把細繩對小車的拉力視為小車的合外力,則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,所以在平衡摩擦力時,不掛鉤碼,但要連接紙帶,

2[2]相鄰的兩個計數點之間還有4個打出的點沒有畫出,計數點間的時間間隔為:

t=0.02×5=0.1s

B點的速度為:

vB===0.36m/s

3[3]對系統(tǒng),由動能定理得:

mgx=M+m+mv2

整理得:

v2=x

v2-x圖象的斜率:

k===1

解得:

M=0.18kg

4[4]A.鉤碼的重力大于拉力,鉤碼做勻加速運動,不影響拉力做功,故A錯誤;

B.接通電源的同時釋放了小車,只會使得紙帶上一部分點不穩(wěn)定,故B錯誤;

C.長木板的右端墊起的高度過低,未完全平衡摩擦力時,則摩擦力做負功,會減小系統(tǒng)的機械能,故C正確;

D.交流電源的實際頻率大于50Hz,所用的時間為0.02s,比真實的時間間隔大,則代入速度公式中求出來的速度偏小,則動能偏小,故D正確。

練習冊系列答案
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