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某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.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,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
a.该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△V2(△V2=V 2-V 2),填入下表:
点迹s/cmCpAB纸带△v2/m2s2
O//
11.600.04
23.600.09
36.000.15
47.000.18
59.200.23

若测出小车质量为0.2kg,结合图象2可求得小车所受合外力的大小为______N
b.若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是______,实验操作中改进的措施是______.
【答案】分析:(1)根据图象用直线将点相连,误差较大的点舍去;结合动能定理的表达式分析图象的可得出图象中有关合外力表达式;
(2)实验中将拉力作为了合力,但若不平衡摩擦力,则会造成较大的误差.
解答:解:(1)由动能定理可得:W=Fx=mv2-mv2=m(v2-v2
△v2=
则可知图象的斜率等于,由图可知,图象的斜率为2.5;合外力F=0.25N;
(2)实验中是将物体的重力充当了小车的拉力,由于小车受到桌面的摩擦力,故会使合力小于物体的重力,造成较大的误差,故应未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响).措施是把木板不带定滑轮的那一端适当垫高,以平衡摩擦力.
故答案为:(1)0.25;(2)未平衡摩擦力;把木板不带定滑轮的那一端适当垫高,以平衡摩擦力
点评:对于实验的考查应要注意实验的原理,通过原理体会实验中的数据处理方法及仪器的选择;有条件的最好亲手做一下实验.
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:阅读理解

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

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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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