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为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y。

(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为:__________。

(2)若斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ(只考虑滑动摩擦力,且小球与水平槽之间的摩擦不计),小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式是:___________。

(3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于H和y的数据,若以H为横坐标,从(1)、(2)中的关系式可知以________为纵坐标,通过描点作图,能得到一条倾斜的直线。

(1)(2分)

(2)(2分)

(3)(3分)(其他合理表达式均可得分)

解析:(1)当斜槽光滑时,只有小球的重力做功,由动能定理和平抛运动知识有,,联立解得,

(2)当斜槽粗糙时,重力对小球做正功,滑动摩擦力对小球做负功,由动能定理和平抛运动知识有,,联立解得,

(3)如果以H为横坐标轴,则以为纵坐标,将测量得到的多组数据通过描点作图,能得到一条倾斜的直线。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?许昌一模)某同学为了探究“动能定理”,用如图所示的气垫导轨装置来进行实验.
(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断气垫导轨是否已经调整水平?
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
,在本次实验中还需要测量的物理量有:沙和沙桶的总质量m、遮光条的宽度d、遮光条通过光电门的时间t、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和
滑块的质量M
滑块的质量M
(用文字说明并用相应的字母表示).
(3)在(2)的基础上,往沙桶中装入适量的细沙,沙桶带动滑块由静止加速运动经过光电门,则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为
mgs=
1
2
M(
d
t
)2
mgs=
1
2
M(
d
t
)2
(用题中的字母表示).
(4)如果要用此实验装置来探究滑块与沙和沙桶组成的系统机械能是否守恒,本实验需要通过比较
mgs
mgs
1
2
(M+m)(
d
t
)2
1
2
(M+m)(
d
t
)2
在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学利用打点计时器、已知质量为m的滑块、可调节高度的斜面、直尺等仪器进行《探究动能定理》的实验(如图1),他首先将打点计时器固定在斜面的上端,并将滑块与纸带相连,让纸带穿过打点计时器,接通低压交流电源(已知频率为f)后释放滑块,打点计时器在纸带上打下一系列记数点.
回答下列问题:(用已知字母表示)
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(1)写出影响滑块动能变化的主要因素
(2)该实验探究中为了求合外力,应先求出滑块与斜面的动摩擦因数.该同学通过多次调节斜面的高度,得到一条打点间距均匀的纸带(如图2),此时相对应的斜面长为L斜面高为h.由此可求出滑块与斜面的动摩擦因数为μ=
 

(3)保持斜面长度不变,升高斜面高度到H(H>h),该同学在实验中得到一条打点清晰的纸带(如图3),用直尺测出S1 S2 S3,对A、B两点研究:
此时滑块在A、B两点的速度大小为:VA=
 
,VB=
 

(4)如果该同学在记录数据时各物理量的单位分别是:L、H、S1、S2、S3为cm,m为kg,f为Hz,g为m/s2,对AB段进行研究,在实验允许的误差范围内,该同学根据记录的数据直接计算合外力对滑块所做的功为W,滑块动能的改变量为△Ek,结果发现两者的差别很大,请分析其原因.写出该同学计算出的数值W与△Ek之间正确关系的表达式.
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图1所示.图2是打出的纸带的一段.
①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=
 

②为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量小车质量m、斜面上两点间距离l及这两点的高度差h.用测得的量及加速度a和重力加速度g表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f=
 

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(2)在做“探究动能定理”的实验中,小车的质量为m,使用橡皮筋6根,每次增加一根,实验中W?v?v2的数据已填在表格中,试在图3中作出图象.
W v/(m/s) v2/(m2/s2
0 0 0
1.00 0.80 0.64
2.00 1.10 1.21
3.00 1.28 1.64
4.00 1.53 2.34
5.00 1.76 3.10
6.00 1.89 3.57
实验结论是:
 

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年江西省稳派名校学术联盟高三12月调研物理试卷(解析版) 题型:实验题

(7分)为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y。

(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为:__________。

(2)若斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ(只考虑滑动摩擦力,且小球与水平槽之间的摩擦不计),小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式是:___________。

(3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于H和y的数据,若以H为横坐标,从(1)、(2)中的关系式可知以________为纵坐标,通过描点作图,能得到一条倾斜的直线。

 

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