某實驗小組采用圖甲所示的裝置探究“合外力做功與物體動能變化的關(guān)系”。

①實驗前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運(yùn)動。這樣做的目的是                      。

②如果需要用圖中砝碼和吊盤的總重力來表示小車受到的合外力，必須滿足的條件是                。

③同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析。小車剛開始運(yùn)動時對應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O，在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個計數(shù)點(diǎn)。通過測量紙帶計算出計數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差△v2、起始點(diǎn)O到計數(shù)點(diǎn)過程中細(xì)繩對小車做的功W。以W為縱坐標(biāo)，以△v2為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W—△v2圖象，如圖乙所示。那么，根據(jù)圖像可以得到的結(jié)論是                   。

④如果要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是                     。

⑤如果“動能定理”成立，那么W—△v2圖像的斜率的物理意義是                  。

 

【答案】

①平衡摩擦力；②小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和吊盤的總質(zhì)量；③小車合外力所做的功W與其速度平方差△v2成正比；④小車的質(zhì)量；⑤小車的質(zhì)量的一半。

【解析】

試題分析：①小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使細(xì)繩拉力等于合力，則應(yīng)該用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力；②砝碼和吊盤加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對砝碼和吊盤，有 mg-T=ma

對小車，有 T=Ma

解得

故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg

③因W—△v2圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，則合外力所做的功W與其速度平方差△v2成正比

④由動能定理知,要驗證此式成立，則必須測出小車的質(zhì)量M。

⑤由知，W—△v2圖象的斜率表示小車質(zhì)量的一半。（評分標(biāo)準(zhǔn)：每空2分，共10分）

考點(diǎn)：本實驗考查了探究功與速度變化的關(guān)系

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實驗小組采用圖1所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)針時器工作頻率為50Hz．
Ⅰ．實驗的部分步驟如下：
①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點(diǎn)計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一列點(diǎn)，斷開開關(guān)；
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作．
Ⅱ．圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點(diǎn)，可獲得各計數(shù)點(diǎn)到O的距離s及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置（計算結(jié)果保留兩外有效數(shù)字）．

Ⅲ．在小車的運(yùn)動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，
鉤碼的重力
鉤碼的重力
做正功，
小車所受阻力
小車所受阻力
做負(fù)功．
Ⅳ．實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v2=v2-v20），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是
小車初末速度的平方差與位移成正比
小車初末速度的平方差與位移成正比
．要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和
小車的質(zhì)量
小車的質(zhì)量
．
表1紙帶的測量結(jié)果
測量點(diǎn) s/cm v/（m
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
5.06
5.06
0.49
0.49
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
（2）甲、乙兩個實驗小組選用下面不同的實驗器材完成“測定金屬絲的電阻率”的實驗，除待測金屬絲（金屬絲的電阻Rx約為3Ω）外，實驗室還備有的實驗器材如下：
A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）     B．電壓表V2（量程l5V，內(nèi)阻約為75kΩ）
C．電流表A1（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）     D．電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R1（0～100Ω，0.6A）          F．滑動變阻器R2（0～2000Ω，0.1A）
G．輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源E        H．螺旋測微器（千分尺）、刻度尺
I．電阻箱                                J．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
甲組根據(jù)選用的器材設(shè)計了（a）、（b）兩個測電阻的電路圖4．則：
①為減小實驗誤差，甲組同學(xué)還選用的實驗器材有（填代號）
ADEGH
ADEGH
．選用的電路圖
b
b
 （選填“（a）”或“（b）”），但用該電路電阻的測量值將
小于
小于
真實值．
②若用刻度尺測得金屬導(dǎo)線長度為l=60.00cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩表的示數(shù)分別如圖5所示，則金屬絲的直徑為d=
0.785
0.785
mm．電流表和電壓表的示數(shù)分別為I=
1.20
1.20
A和U=
0.50
0.50
V．用上述測量數(shù)據(jù)可計算出電阻率的表達(dá)式為
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．
乙組同學(xué)仍用螺旋測微器測得金屬絲的直徑，記為d，實物電路如圖6．實驗時他們記錄了在電阻箱阻值一定的情況下，金屬絲接入不同的長度L和對應(yīng)的電流I的值，接下來在坐標(biāo)紙上畫出了
1
I
-L的關(guān)系圖線由于是直線，設(shè)其斜率為k，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為U，則計算金屬絲電阻率的表達(dá)式為
kdU
kdU
（用k、d、U表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組采用圖甲所示的裝置探究“合外力做功與物體動能變化的關(guān)系”．

①實驗前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運(yùn)動．這樣做的目的是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
②如果需要用圖中砝碼和吊盤的總重力來表示小車受到的合外力，必須滿足的條件是
小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和吊盤的總質(zhì)量
小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和吊盤的總質(zhì)量
．
③同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析．小車剛開始運(yùn)動時對應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O，在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個計數(shù)點(diǎn)．通過測量紙帶計算出計數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差△v2、起始點(diǎn)O到計數(shù)點(diǎn)過程中細(xì)繩對小車做的功W．以W為縱坐標(biāo)，以△v2為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W-△v2圖象，如圖乙所示．那么，根據(jù)圖象可以得到的結(jié)論是
小車合外力所做的功W與其速度平方差△v2成正比
小車合外力所做的功W與其速度平方差△v2成正比
．
④如果要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是
小車的質(zhì)量
小車的質(zhì)量
．
⑤如果“動能定理”成立，那么W-△v2圖象的斜率的物理意義是
小車的質(zhì)量的一半
小車的質(zhì)量的一半
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組用圖甲所示裝置“探究功與物體速度變化的關(guān)系”．
（1）為平衡小車運(yùn)動過程中受到的阻力，應(yīng)該采用下面所述方法中的
 
（填入選項前的字母代號）．
A．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車能夠自由下滑
B．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車在橡皮條作用下開始運(yùn)動
C．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，給小車一初速度，讓拖著紙帶的小車勻速下滑
D．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓拖著紙帶的小車自由下滑
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（2）圖乙是該實驗小組在實驗過程中打出的一條紙帶，已知打點(diǎn)計時器連接的電源的頻率為50Hz，則橡皮筋恢復(fù)原長時小車的速度為
 
m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源：2014屆河南省十所名校高三第一次階段測物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（5分）某實驗小組用圖甲所示裝置“探究功與物體速度變化的關(guān)系”。

（1）為平衡小車運(yùn)動過程中受到的阻力，應(yīng)該采用下面所述方法中的________（填入選項前的字母代號)。

A．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車能夠自由下滑

B．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓小車在橡皮條作用下開始運(yùn)動

C．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，給小車一初速度，讓拖著紙帶的小車勻速下滑

D．逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，讓拖著紙帶的小車自由下滑

 

（2）圖乙是該實驗小組在實驗過程中打出的一條紙帶，已知打點(diǎn)計時器連接的電源的頻率為50Hz，則橡皮筋恢復(fù)原長時小車的速度為__________m／s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

 

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