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(10分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连

网友投稿  2022-10-27 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(10分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.

B.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.
打出的纸带如图:

试回答下列问题:
①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度vA=________,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.
②已知重锤质量m,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W=__________.
③测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功,WA、WB、WC、WD、WE,以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=_______.

◎ 答案

①VA=OB/2⊿t=x1/2⊿t 、VB=(x3- x1)/2⊿t ②x, mgx. ③M=2/k.

◎ 解析


试题分析:①A是OB的中间时刻,所以A点的速度就等于OB过程中的平均速度.同理可以求出B点的速度,VA=OB/2⊿t=x1/2⊿t 、VB=(x3- x1)/2⊿t。
②由滑块匀速运动可知,,mg的大小为滑块所受合力,则测出滑块下落的距离x,合外力对滑块做功的表达式为mgx.
,得到:M=2/k.
点评:要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理,围绕原理,记忆需要测量的物理量及实验时的注意事项.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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