如图甲所示,是某研究性学习小组做探究“探究功与速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们

如图甲所示,是某研究性学习小组做探究“探究功与速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们

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如图甲所示,是某研究性学习小组做探究“探究功与速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,橡皮筋对小车做功为2W,3W…小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有交流电源和______
(2)关于该实验,下列说法正确的是
A.实验仪器安装时,可以不平衡摩擦力
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
D.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量;图乙给出了某次实验打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.48cm,BC=1.60cm,CD=1.62cm,DE=1.62cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=______m/s.(结果保留两位有效数字)
(4)第1次至第5次的实验数据如下表所示
答案
举一反三
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试验次数橡皮筋做的功小车获得的最大速度vm(m/s)小车最大速度的平方vm2(m/s)2小车最大速度的立方vm3(m/s)3小车最大速度的平方根


v

(m/s)1/2
1W1.001.001.001.00
22W1.411.992.811.19
33W1.763.095.451.32
44W2.004.008.001.41
55W2.255.0611.391.50
(1)根据实验原理可知实验中需要刻度尺测量打点之间的距离,计算物体的速度.
(2)A、为使合外力对小车做功等于橡皮筋做的功,实验前应平衡摩擦力,长木板要适当倾斜,以平衡小车运动过程中的摩擦力,故A错误;
B、为使每次实验时橡皮筋做功相同,每次实验中,橡皮筋拉伸的长度必须要保持一致,故B错误;
C、橡皮筋完全相同,通过增加橡皮筋的条数来使功倍增,因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值,故C错误;
D、每次实验小车必须从同一位置由静止弹出,以保证每一个每一条橡皮筋做功相同,故D正确.
故选:AD.
(3)小车的运动情况,先加速,再匀速,最后减速,橡皮条做功完毕,速度最大,做匀速运动,
因此算速度时要选取点距均匀的部分,
从纸带上我们可判断出打C点时,小车具有最大的速度
vm可由C到E的平均速度求出:
即:vm=
xCE
2T
=
0.0162+0.0162
0.04
=0.81m/s
(4)由表中数据可以看出W与v2成正比,做W-v2验证,如图所示.
(5)有图象可以看出,W-v2的图象时一条过原点的直线,故功与速度的平方成正比.
故答案为:(1)刻度尺;(2)AD;(3)点距均匀;0.81;(4)如图所示;(5)功与速度的平方成正比.
(1)如图甲所示是“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置示意图,关于该实验,下列叙述正确的是______
A.放小车的长木板应尽量水平
B.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
C.每次改变橡皮筋的根数,不必将小车拉到相同的位置释放
D.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
(2)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图乙所示,根据图线形状可知,关于橡皮筋做功W与小车速度v的关系作出以下的猜想,其中肯定不正确的是______
A.W∝


v

B.W∝
1
v

C.W∝v2
D.W∝v3
某同学用如图1所示装置探究动能定理,他将光电门固定在气垫道轨上的某点B处,调节气垫轨道水平后,用钩码牵引滑块做功,每次滑块均从同一位置A静止释放,用滑块前端的力传感器(图中未画出)测出力F,测出遮光条通过光电门的时间t,改变钩码个数,由此改变拉力,重复上述实验.

(1)该同学用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度如图2所示,则遮光条的宽度为d=______mm,用前面已知的物理量表示速度V=______.
(2)设A.B之间距离为S,则每次力对物体做功为W=FS,为了研究W与V的关系应作出______的关系图象(从F-t、F-
1
t
、F-r2、F-
1
r2
图象中选择).
(3)设滑块质量为m,则该图线中斜率的表达式为k=______.
(1)如图1所示的实验装置,可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系.
①选用同样的橡皮筋,每次在同一位置释放小车,如果用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W;用3条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为______.
②小车运动中会受到摩擦阻力,在实验中应如何操作以消除这种影响______.
(2)某同学在验证机械能守恒定律的实验中,使重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图2所示.O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点.已知实验中所用重物的质量m=2kg,打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2
①根据图2可知,记录B点时,重物的速度vB=______m/s,重物动能EkB=______J.从开始下落到至B点,重物的重力势能减少量是______J(以上三空均保留三位有效数字),由此可得到的结论是______.
②该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量,则造成这种现象的原因可能是______.
③根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以
v2
2
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图3中的______.
④若该同学不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?______.(填“能”或“不能”)
为了测量玩具遥控汽车的额定功率,某学习小组用天平测出小车质量为0.5kg,小车的最大速度由打点计时器打出的纸带来测量(如图所示).主要实验步骤有:
A.给小车尾部系一条长纸带并让纸带穿过打点计时器;
B.接通打点计时器电源(电源频率50Hz),使小车以额定功率沿水平地面直线加速到最大速度,继续运行一段时间后关闭小车发动机,使其沿地面直线向前滑行直至停止;
C.学习小组分析后选择了认为符合要求的一段纸带,从某点开始每5个连续点标为一个记数点,并将表示每两个相邻记数点间距离的字母和测量数据在纸带上做了记录.(所有结果均保留2位有效数字)
①相邻两记数点间的时间间隔T=______s,由纸带知遥控汽车的最大速度为v=______m/s;
②实验小组在计算关闭发动机后的遥控汽车滑行过程的加速度时,选择了纸带上后5段数据,经过分析又舍掉了一段不合理数据.请你判断哪段数据不合理______(用字母表示),舍掉了不合理数据后加速度的计算表达式为a=______(请用时间间隔T及纸带上表示记数点间距离的字母表示),计算出的加速度大小为______m/s2
③遥控汽车滑行过程的阻力大小为f=______N,其额定功率P=______W.
某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块、天平、刻度尺.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时首先要做的步骤是______,另外沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是______.
(2)在(1)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为______(用题中的字母表示).
(3)由于实验原理上的原因,上述数学表达式只能是近似成立,那么,此试验中真正成立的等式为______(仍用上述题中的字母表示).