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某同学用如图1所示的实验装置进行“探究功与速度变化的关系”的实验.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于长木板上.实验时,通过改变橡皮筋的条数让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…,通过打点计时器打下的纸带来测定小车获得的速度v1、v2、v3….请回答下面几个问题:
(1)在本实验中,小车会受到阻力的作用,这时需要使木板倾斜作为补偿,下列操作正确的是
B
B

A.不挂橡皮筋,轻轻推一下小车,能够加速下滑即可
B.不挂橡皮筋,轻轻推一下小车,能够匀速下滑即可
C.小车在橡皮筋的拉力作用下,能够加速下滑即可
D.小车在橡皮筋的拉力作用下,能够匀速下滑即可
(2)用一根橡皮筋套住小车,拉至某个位置,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列的点.已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s.其中一次得到的纸带如图2所示,应选图中的
CD
CD
 段(填AB或CD)来计算小车的速度v,计算结果为v=
0.36
0.36
m/s.
(3)本实验使用的橡皮筋总数是6根,实验中W、v、v2的数据已记录在下面表格中,并根据数据画出了W-v和W-v2的图象如图3所示.甲、乙两个图象中,
图象可以比较直观地得出功与速度变化的关系.
W/W v/m?s-1 v2/m2?s-2
0 0 0
1 0.80 1.21
2 1.10 0.45
3 1.35 1.82
4 1.73 3.00
5 1.73 3.00
6 1.89 3.57
分析:(1)小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦,据此分析答题.
(2)根据W与v,W与v2的关系图线,结合数学知识中的幂函数的图象特点得到结论.
解答:解:(1)A、B、小车不挂橡皮筋,如果恰好平衡摩擦力,将小车在木板上由静止释放,小车将不动;用手给小车一个向下的初速度,观察纸带上的点迹分布是否均匀,如果点迹均匀,则恰好平衡摩擦力,故B正确,A错误;
C、将小车挂好橡皮筋并连接好纸带,纸带穿过打点计时器限位孔,用小车将橡皮筋拉长后启动打点计时器,然后由静止释放小车,小车受到橡皮筋拉力作用,不能判断是否平衡摩擦力,故CD错误;
故选:B.
(2)该实验中,释放小车后小车先做加速运动,然后做匀速运动,做匀速运动时的速度即为要测量的速度,实验需要测量的是图中CD段(点迹均匀的一段)的速度;v=
△x
t
=
0.072
0.02
m/s=3.6
m/s
(3)根据甲图,得到W=axn,式子中a为常系数,n为指数;当n>1时,图线是向上弯曲的曲线,不能直接判断出系数是多少;而乙图中,W与v2成正比;故选乙.
故答案为:(1)B;(2)CD;3.6m/s;(3)乙.
点评:本题关键是写出甲乙图象的一般函数表达式,然后结合数学中的幂函数的知识进行分析讨论.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某同学用如图1所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验:

①先测出可视为质点的两材质相同滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ.
②用细线将滑块A、B连接,使A、B间的轻弹簧处于压缩状态,滑块B恰好紧靠桌边.
③剪断细线,测出滑块B做平拋运动的水平位移x1,滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面).
为验证动量守恒定律,写出还需测量的物理量及表示它们的字母
物体B下落的高度h
物体B下落的高度h
;如果动量守恒,需要满足的关系式为
Mx1
g
2h
═m
2gμx2
Mx1
g
2h
═m
2gμx2

(2)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究功和动能变化的关系,如图2所示,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.
(Ⅰ)实验中木板略微倾斜,这样做目的是
CD
CD

A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D.可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动
(Ⅱ)实验主要步骤如下:
①测量
小车、砝码
小车、砝码
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,接通电源,
静止释放小车
静止释放小车
,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,或增加钩码个数,重复②的操作.
(Ⅲ)下表是他们测得的一组数据,其中M1是传感器与小车及小车中砝码质量之和,|v
 
2
2
-v
 
2
1
|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是拉力F在A、B间所做的功.表格中△E3=
0.600
0.600
,W3=
0.610
0.610
 (结果保留三位有效数字).
次数 M1/kg |v
 
2
2
-v
 
2
1
|/(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 0.840 0.420
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

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动.
图2是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时,得到的一条纸带,纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点.两点之间的距离,S1=9.6mm,S2=13.4mm,S3=17.3mm,S4=21.1mm,相邻两计数点的时间间隔为T.电源频率为50Hz.

(1)下列说法中正确的是
AD
AD
(双选)
A.电火花打点计时器用的是220V交流电源
B.实验中使用秒表测量时间
C.实验时应先由静止释放纸带,然后赶紧接通电源
D.求出的加速度一般比9.8m/s2小,是因为纸带和重锤受到阻力
(2)通过对纸带的分析,你认为自由落体运动是做
变速
变速
(填“匀速”、“变速”)运动.你的判断依据是:
在相等时间内,位移逐渐变大
在相等时间内,位移逐渐变大

(3)根据纸带上的数据,用逐差法求加速度的表达公式a=
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
(S3+S4)-(S1+S2)
4T2
,(用已知物理量符号表示),加速度大小a=
a=9.63 m/s2
a=9.63 m/s2
m/s2.(保留两位小数)
(4)打点计时器打下F点,求物体在F点的速度公式VF=
VF=
S3+S4
2T
VF=
S3+S4
2T
,(用已知物理量符号表示),大小为VF=
0.96 m/s
0.96 m/s
m/s(保留两位小数)

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动.
①下列有关操作的叙述正确的是
AC
AC

A.安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B.将打点计时器与直流低压电源连接
C.释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器
D.应先释放纸带,然后接通电源
②实验得到一条纸带,测得各点之间的距离如图2所示.已知电源频率为50Hz,则纸带中打A点到打F点的时间间隔是
0.1
0.1
s.从该纸带可知,重物下落的加速度大小a=
9.63
9.63
m/s2(a保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学用如图1所示的装置来探究重物下落运动是什么性质的运动.
图2是实验中利用打点计时器记录重物运动轨迹时,得到的一条纸带,纸带上的A点是从放手开始打下的点,某同学将选取的B,C,D,E,F五个计数点的数据记录如下表(t为A点到各计数点的时间,S为A点到各计数点的距离)
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计数点 t(s) T2 S(cm)
B 0.06 0.0036 1.69
C 0.12 0.0144 6.77
D 0.18 0.0324 15.23
E 0.24 0.0576 27.07
F 0.3 0.09 42.30
该同学根据上面的表格所记录的数据,在下列S-t2坐标图中描出一系列点,如图3所示,问:
(1)请根据该同学在上图描出的点作出S-t2图象
(2)由上面作出的图象,你认为重物下落运动是什么性质的运动?答:
 

(3)根据作出的图象得到重物下落运动的加速度为
 
m/s2
(4)请指出引起实验误差的主要原因
 

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