①某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系,方案如图所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小这种做法带来的误差,实验中要采取的两项措施是:a_____

①某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系,方案如图所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小这种做法带来的误差,实验中要采取的两项措施是:a_____

题型:不详难度:来源:
①某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系,方案如图所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小这种做法带来的误差,实验中要采取的两项措施是:
a______b______
②如图所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图.则打B点时的速度为______;要验证合外力的功与动能变化间的关系,测得位移和速度后,还要测出的物理量有______

魔方格
答案
①小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;
设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma    ①
钩码有:mg-F=ma   ②
F=
mgM
M+m
=
mg
1+
m
M
,由此可知当M>>m时,够码的重力等于绳子的拉力即为小车是合外力.
故答案为:①a 平衡摩擦力; b 钩码的重力远小于小车的总重力(钩码的质量远远小于小车的质量).             
②根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可知B点的速度大小为:
 vB=
(△x1+△x2)
2T
  
验证合外力的功与动能变化间的关系的原理:mgx=
1
2
Mv2
,由此可知需要测量的物理量有:钩码质量m,小车的质量M,位移x,速度v.            
故答案为:vB=
(△x1+△x2)
2T
;钩码的质量m,小车的质量M.
举一反三
某实验小组采用如图1所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50Hz.
(1)实验的部分步骤如下,请完成相关的内容:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,______,______,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列点,______;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作.
(2)图2是得到的一条纸带,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B点的测量结果填在表1中的相应位置

魔方格

表1纸带的测量结果
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测量点S/cmV/(m•s-1
00.000.35
A1.510.40
B
C 5.06 0.49
D7.150.54
E9.410.60
(1)如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,某同学分别取1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次…实验,每次每根橡皮筋拉伸的长度都保持一致,每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0…,对每次打出的纸带进行处理,获得v,v2的数值记录在表格中.
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W0W02W03W04W05W06W0
v/(m•s-101.01.411.732.02.242.44
v2/(m2•s-20123456
“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图1所示,当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W. 当用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,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置(视小车为质点),下列说法正确的是______.
A.橡皮筋处于原长状态                B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处            D.小车已过两个铁钉的连线

魔方格

(2)下列4条纸带哪一条是在探究功与物体速度变化关系的实验中,正确操作可能得到的纸带______

魔方格

(3)若实验中的所有操作和数据处理无错误,则绘出的图线(图2中△v2=v2-0、将一根橡皮筋对小车做的功记为1)应为过原点的一条直线.但根据实验结果得到的图线如图所示,造成这一偏差的原因是______.
在《探究功与物体速度变化关系》的实验中,
(1)在用如图(1)装置做“探究功与速度关系”的实验时,下列说法正确的是______.
A.通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C.实验过程中木板须水平放置
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
(2)甲、乙两位同学的实验操作均正确.甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线,即W-v图,如图(2)甲,并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论.乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线,即W-v2图,如图(2)乙,并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论.关于甲、乙两位同学的分析,你的评价是______.
A.甲的分析不正确,乙的分析正确
B.甲的分析正确,乙的分析不正确
C.甲和乙的分析都正确
D.甲和乙的分析都不正确

魔方格
某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,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.在水平桌面上相距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)实验主要步骤如下:
①测量小车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,然后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录______
A.细线拉力及小车通过A、B时的速度
B.钩码的质量和小车的质量
C、钩码的质量及小车通过A、B时的速度
D、小车的质量和细线的长度
③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作.
(2)表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,|v22-v21|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间所作的功.表格中△E3=______,W3=______.(结果保留三位有效数字)
表1 数据记录表
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次数M/kg|v22-v21|/(m/s)2△E/JF/NW/J
10.5000.7600.1900.4000.200
20.5001.650.4130.8400.420
30.5002.40△E31.220W3
41.0002.401.202.4201.21
51.0002.841.422.8601.43