5.某實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置“探究合外力做功與動能變化的關系”,其中小車和沙桶的質(zhì)量分別為M、m,打點計時器所用的交流電源的頻率為f.接通電源待打點計時器穩(wěn)定時,由靜止釋放小車,通過打點計時器打下一條紙帶.該小組的同學多次完成上述操作,并從其中選擇了一條點跡清晰的紙帶,小車剛開始運動時對應在紙帶上的點記為起始點0,選出的計數(shù)點如圖乙所示,其中相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未標出,經(jīng)測量計數(shù)點1、2、3、4、5、6距離0點的間距分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6.由以上的測量回答下列問題:
(1)該小組的同學在處理數(shù)據(jù)時,將沙桶的重力作為小車的合外力,則從起點0開始到打下第5個計數(shù)點時合外力對小車所做的功為$mgy0q1g0d_{5}^{\;}$,此時小車的動能為$\frac{1}{2}M(\frac{pc8jge7_{6}^{\;}-ygrwc3q_{4}^{\;}}{10}f)_{\;}^{2}$(用題中所給字母表示)
(2)通過計算結(jié)果可知,合外力對小車所做的功與小車動能的變化量有很大的誤差,試分析誤差的原因摩擦沒有完全抵消;砂與砂桶的重力大于繩的拉力(說出一條即可)

分析 (1)根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求計數(shù)點5的速度,從而求出小車此時的動能.根據(jù)拉力的大小,結(jié)合移動的位移求出合外力做功的大小.
(2)合外力對小車所做的功與小車動能的變化量有很大的誤差的原因有:摩擦力未平衡,或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力.

解答 解:(1)相鄰計數(shù)點間的時間間隔$t=5T=5\frac{1}{f}=\frac{5}{f}$
由平均速度表示中間時刻的瞬時速度可知,計數(shù)點“5”點的速度為:v5=$\frac{a33po11_{6}^{\;}-cige7dj_{4}^{\;}}{2t}$=$\frac{gef2y42_{6}^{\;}-hvdyems_{4}^{\;}}{10}f$
小車的動能為:Ek=$\frac{1}{2}$Mv2=$\frac{1}{2}M•(\frac{x8jeci0_{6}^{\;}-iechvi5_{4}^{\;}}{10}f)_{\;}^{2}$
繩子拉力對小車做功的大小為:W=mg$gkayukx_{5}^{\;}$.
(2)合外力對小車所做的功與小車動能的變化量有很大的誤差,可能的原因是摩擦力未平衡,或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力.
故答案為:(1)$mgcvt2sxn_{5}^{\;}$,$\frac{1}{2}M(\frac{mqglca3_{6}^{\;}-vyz6q80_{4}^{\;}}{10}f)_{\;}^{2}$;(2)摩擦沒有完全抵消;砂與砂桶的重力大于繩的拉力

點評 本題考查探究功與速度變化的關系實驗,解決本題的關鍵掌握紙帶處理的方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,以及知道實驗誤差形成的原因,明確阻力作用所帶來的影響.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.若汽車的加速度方向與速度方向一致,當加速度減小時,則( 。
A.汽車的速度也減小B.汽車的速度仍在增大
C.當加速度減小到零時,汽車靜止D.以上說法都有可能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識,推動了科學技術的創(chuàng)新和革命,促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步,下列表述不正確的是( 。
A.美國科學家密立根通過油滴實驗首次精確地測出了電子的電荷量
B.伽利略首創(chuàng)了理想實驗的研究方法
C.卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量
D.開普勒研究了行星運動的規(guī)律從中發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.質(zhì)點是一種理想化模型.下列說法正確的是( 。
A.研究地球自轉(zhuǎn)時,地球可視為質(zhì)點
B.研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時,地球可視為質(zhì)點
C.研究體操運動員的比賽動作時,運動員可視為質(zhì)點
D.研究雜技演員做空翻動作時,雜技演員可視為質(zhì)點

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖甲的電路,已知電阻R1=R2=R,和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零,反向電阻為無窮大),在A、B之間加一個如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時,UAB>0).由此可知(  )
A.在A、B之間所加的交變電壓的周期為2s
B.在A、B之間所加的交變電壓的瞬時值表達式為$u=20\sqrt{2}sin50πt(V)$
C.加在R1上電壓的有效值為10V
D.加在R2上電壓的有效值為$5\sqrt{10}$V

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.圖示為某電場的等勢面,下列說法正確的是(  )
A.A點處的電場強度一定比B點處的電場強度大
B.A點處的電場強度一定比B點處的電場強度小
C.A點的電勢一定比B點的電勢高
D.A點的電勢一定比B點的電勢低

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,一臺理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為40:1,在副線圈兩端接有“6V、40W”的電燈泡,若燈泡恰能正常發(fā)光,則(  )
A.變壓器輸入電壓的有效值為240V
B.變壓器輸入電壓的最大值為240V
C.變壓器輸入功率大于40W
D.若負載再并入一個相同的燈泡,則輸入功率變?yōu)?0W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.關于近代物理學,下列說法正確的是( 。
A.а射線、β射線和γ射線是三種不同的電磁波
B.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出4種不同頻率的光
C.組成原子核的核子質(zhì)量之和大于原子核的質(zhì)量
D.10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后,一定有5個原子核發(fā)生衰變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖,在傾角為α的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長木板,木板上站著一只老鼠.已知木板的質(zhì)量是老鼠質(zhì)量的4倍.當繩子突然斷開時,老鼠立即沿著板向上跑,以保持其相對斜面的位置不變.則此時木板沿斜面的加速度為(  )
A.$\frac{1}{4}$gsinαB.5gsinαC.4gsinαD.$\frac{5}{4}$gsinα

查看答案和解析>>

同步練習冊答案