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某实验小组采用如图甲所示的装置“探究动能定理”.实验的主要操作步骤如下:(1)未挂钩码前,将长木板的一端垫起适当的高度,使连接纸带的小车在木板上滑下时,打点计时器在纸带

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  互联网

◎ 题目

某实验小组采用如图甲所示的装置“探究动能定理”.实验的主要操作步骤如下:

(1)未挂钩码前,将长木板的一端垫起适当的高度,使连接纸带的小车在木板上滑下时,打点计时器在纸带上打出等间距的点.
(2)平衡阻力之后,挂上细线和钩码,将小车从靠近打点计时器的位置由静止释放,若钩码总质量和小车质量均为m,则在小车运动过程中绳子拉力的大小为.如图乙为该次实验中得到纸带的一部分,图中A、B、C三点到起始点0(0点为小车刚幵始运动时打点计时器打下的点,图中未标出)的距离分别为;x1x2、x3,相邻两计数点之间的时间间隔为T,则通过所测数据计算B点的速度后,得到的从0到B小车动能增加为______,从O到B绳子拉力对小车做的功为______.(用题中所给相关物理量的字母表示)
(3)实验中该同学测得B、C、D、E、F各点到0的距离x,并用测得数据计算出各点速度V及其平方的数据如下表.请根据表中数据在如图丙的坐标纸中作出V2-X图象.
测量点x/cmv(m/s)V2(m2/s2
B22.051.472.16
C27.501.642.69
D34.521.843.39
E42.332.044.16
F50.902.234.97
(4)根据所作图象,可求得重力加速度g=______m/s2(结果保留3位有效数字)

◎ 答案

(2)设绳子的拉力大小为F.
根据牛顿第二定律得:
对小车:F=ma
对钩码:mg-F=ma
解得:F=
1
2
mg
,a=
1
2
g

B点的速度等于AC间的平均速度,为 vB=
x3-x1
2T

从0到B小车动能增量为△EkB=
1
2
m
v2B
-0=
1
2
m(
x3-x1
2T
)2

从O到B绳子拉力对小车做的功为 W=Fx2=
1
2
mgx2

(3)作出图象所示.
(4)根据运动学公式得:v2=2ax=2×
1
2
gx=gx
根据数学知识可知图象的斜率等于重力加速度g,为 g=
4-0
0.41-0
m/s2=9.75m/s2
故答案为:(2)
1
2
mg
1
2
m(
x3-x1
2T
)2
;(3)如图所示;(4)9.75(9.65~9.85之间均可)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某实验小组采用如图甲所示的装置“探究动能定理”.实验的主要操作步骤如下:(1)未挂钩码前,将长木板的一端垫起适当的高度,使连接纸带的小车在木板上滑下时,打点计时器在纸带…”主要考查了你对  【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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