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某实验小组采用图所示的装置探究“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:
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,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,先
接通电源
接通电源
,再
放开小车
放开小车
,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,;
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)如图是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0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.
测量点 S/cm v/(m?s-1
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
5.08±0.01
5.08±0.01
0.49
0.49
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
(3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,
钩码的重力
钩码的重力
做正功,
摩擦力
摩擦力
做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中△v2=v2-v20),根据图线可获得的结论是
△v2与S成正比
△v2与S成正比
.要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和
小车的质量
小车的质量
分析:(1)本题要了解打点计时器的使用规则;
(2)小车在钩码的作用下拖动纸带在粗糙水平面上做匀加速直线运动,通过对纸带计数点处理可算出各点的速度大小及发生的位移.
(3)对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码的重力做正功,摩擦力做负功
同时测量小车的质量与小车在粗糙水平面的摩擦力,从而可求出合力做的功与小车的动能变化关系.
解答:解:
(1)根据打点计时器的使用规则可知,将小车停在打点计时器附近,先接通电源,放开小车.
(2)C到O距离为:sOC=6.08cm-1.00cm=5.08cm;
由匀变速直线运动规律得:vC=
vB+vD
2
=
0.45+0.54
2
=0.49m/s
(3)小车初末速度的平方差与位移成正比,即v2-v02=ks.
运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码重力做正功,小车与木板及纸带与打点计时器间的摩擦力做负功.
(4)在实验小组根据实验数据绘出了图3中的△v2-S图线中,得到的图线是过原点的直线,说明了△v2与S成正比;
要验证“动能定理”,即:
   (mg-f)s=
1
2
Mv2
-
1
2
M
v
2
0
=
1
2
M△v2
,可知还需要测量的物理量是摩擦力f和小车的质量M.
故答案为:
(1)接通电源,放开小车;
(2)5.08±0.01,0.49
(3)钩码的重力,摩擦力;
(4)△v2与S成正比;小车的质量.
点评:通过实验来探究物体的动能定理,一是培养学生的动手能力,二是更能让学生理解动能定理的内涵.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图1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:
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,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,先
接通电源
接通电源
,再
放开小车
放开小车
,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点;
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)如图2是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0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1中的相应位置
5.08
5.08
0.49
0.49

表1纸带的测量结果
测量点 S/cm v/(m?s-1
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
(3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,
钩码的重力
钩码的重力
做正功,
摩擦力
摩擦力
做负功.

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科目:高中物理 来源:2013届黑龙江省哈三中高三10月月考物理试卷(带解析) 题型:实验题

某实验小组采用图所示的装置探究“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50 Hz.

(1)实验的部分步骤如下:
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,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,先        ,再        ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,         
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)如图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0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1中的相应位置.
(3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,               做正功,
       做负功.

(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是                                                 .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和                 
表1纸带的测量结果

测量点
S/cm
v/(m·s-1)
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
   
  
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年安徽省高一上学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:实验题

(10分)某实验小组采用图所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”,图中小车可放置砝码.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50Hz.

(1)实验的部分步骤如下:

①在小车上放入砝码,将纸带穿过打点计时器,并连在小车后端,用细绳连接小车和钩码;

②让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列点,____________,取下纸带;

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)下图是钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,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格中的相应位置.

表1纸带的测量结果

 (3)在坐标纸上画出小车的速度-时间图象(以0点为计时起点,竖直坐标以0.30 m/s开始).

(4)根据速度-时间图象判断小车做的是__________直线运动.

(5)小车的加速度大小为___      ___ m·s-2.(小数点后保留两位)

 

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年黑龙江省高三10月月考物理试卷(解析版) 题型:实验题

某实验小组采用图所示的装置探究“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50 Hz.

(1)实验的部分步骤如下:

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,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;

②将小车停在打点计时器附近,先         ,再         ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,         

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)如图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0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1中的相应位置.

(3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,                做正功,

        做负功.

(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是                                                  .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和                 

表1纸带的测量结果

测量点

S/cm

v/(m·s-1)

0

0.00

0.35

A

1.51

0.40

B

3.20

0.45

C

   

  

D

7.15

0.54

E

9.41

0.60

 

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