某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能原理”.如图1,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器, 记录小车通过A、B时的速度大小、小车中可以放置砝码. (1)试验主要步骤如下: ①测量______和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路; ②将小车停在C点,______,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度; ③在小车中增加砝码,或______,重复②的操作. (2)表1是他们测得的一组数据,期中M是M1与小车中砝码质量之和,|-|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中的△E3=______,W3=______.(结果保留三位有效数字) (3)根据表,请在图2中的方格纸上作出△E-W图线.
数据记录表
次数 | M/kg | |-|/(m/s)2 | △E/J | F/N | W/J | 1 | 0.500 | 0.760 | 0.190 | 0.400 | 0.200 | 2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.8400 | 0.4200 | 3 | 0.500 | 2.40 | △E3 | 1.220 | W3 | 4 | 1.000 | 2.40 | 1.20 | 2.420 | 1.21 | 5 | 1.000 | 2.84 | 1.42 | 2.860 | 1.43 | 科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系.
(1)某同学的实验设计方案如图1所示,该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,为此,实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)还需要满足的条件是:______. (2)图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F,是该同学确定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,间距如图.则打c点时小车的速度为______;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有______. | 如图(a)所示的装置可以验证变力做功情况下的动能定理:在一辆小车上安装两挡光片a、b和位移传感器的发射端,光电门传感器、位移传感器的接收端、力传感器安装在水平放置的固定光滑轨道上,将两块磁铁分别安装于力传感器的受力端和小车上对应的位置,且同性磁极相对. 让小车向力传感器方向运动,当挡光片a经过光电门传感器时,计算机记录下此时小车的速度v0,同时触发力传感器以及位移传感器工作,当挡光片b经过光电门时,计算机再次记录下此时小车的速度vt,同时力传感器和位移传感器停止工作,便可得到这一过程的小车所受的磁力和位移的F-s图象,如图(b)所示. (1)若小车的质量为m,请写出计算小车动能的增量△Ek的表达式:______.(用已知量和测量量表示) (2)小车在这一过程做加速度______、速度______的运动.(选填“变大”、“不变”或“变小”) (3)计算机通过F-s图线可以算出磁力在这一过程中所做的功.请根据学过的知识写出根据F-s图线估算磁力在这一过程所做功大小的方法:______.
| (1)①某同学用下图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小实验误差,除了要求钩码的质量远小于小车的质量外,在实验中应该采取的必要措施是______.
②打点计时器使用50Hz的交流电.下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置.
表:纸带的测量结果
测量点 | S(cm) | v(m/s) | O | 0.00 | 0.35 | A | 1.51 | 0.40 | B | 3.20 | 0.45 | C | | | E | 9.41 | 0.60 | (1)某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”.图(甲)所示,他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳,测出拉力F;用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v.已知小车质量为200g.
①某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图(乙)所示,速度v随位移s变化规律如图(丙)所示,数据如表格.利用所得的F-s图象,求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=______J,此过程动能的变化△EK=______J(保留2位有效数字).
s/m | F/N | v/m′s-1 | 0.30 | 1.00 | 0.00 | 0.31 | 0.99 | 0.31 | 0.32 | 0.95 | 0.44 | 0.35 | 0.89 | 0.67 | 0.40 | 0.81 | 0.93 | 0.45 | 0.70 | 1.10 | 0.52 | 0.60 | 1.30 |
最新试题
热门考点
|
|
|