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11.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源一臺,導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙若干.當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài). 
1你是小組中的一位成員,要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),則:①還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是天平和刻度尺.
2②某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動,用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m.在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測出這兩點(diǎn)的間距L,算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2.他用沙和沙桶的總重力表示滑塊受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn)為在圖示情況下還應(yīng)該采取的一項(xiàng)操作是:平衡摩擦力; 應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是:保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量;
③若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如下,且已知滑塊的質(zhì)量為M,沙和沙桶的總質(zhì)量為m,相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔為T,從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5(圖中未標(biāo)出S3、S4、S5),則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對應(yīng)的過程中,沙和沙桶的重力所做的功W=mgs3s1;
該滑塊動能改變量的表達(dá)式為△EK=M8T2[s4s22s22].(結(jié)果用題中已知物理量的字母表示)

分析 本題的關(guān)鍵是明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和方法,只有平衡摩擦力才能使滑塊受到的拉力為合力,只有滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量才能使繩子的拉力等于沙和沙桶的重力,然后求出合力對滑塊做的功和滑塊動能的變化,比較即可.

解答 解:①由于實(shí)驗(yàn)需要測量紙帶的長度,所以需要刻度尺,根據(jù)動能定理表達(dá)式可知,需要用天平測量物體的質(zhì)量,所以缺少的器材是天平和刻度尺.
②受力分析可知,使滑塊所受合外力等于繩子的拉力,應(yīng)采取的措施是平衡摩擦力平衡摩擦力:先將小沙桶和滑塊的連線斷開,用墊塊將長木板的左端稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止;
要使繩子拉力約等于沙和沙桶的重力,應(yīng)滿足的條件是:實(shí)驗(yàn)中保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
③由點(diǎn)B到D點(diǎn)所對應(yīng)的過程中,沙和沙桶的重力所做的功W=mgs3s1
根據(jù)vt2=xt可得,
vB=s22T
vD=s4s22T,
所以Ek=12Mv2D12Mv2B
整理可得Ek=M8T2[s4s22s22]
故答案為:①天平和刻度尺
         ②平衡摩擦力;保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量        
         ③mgs3s1,M8T2[s4s22s22]

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證功能關(guān)系的實(shí)驗(yàn),要注意明確該實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力和保持沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量的目的;同時能正確分析實(shí)驗(yàn)原理,并能根據(jù)原理得出正確的結(jié)論.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.一個小滑塊放在半徑為R的光滑半球頂部,如圖所示,由于輕微的擾動,它開始由靜止下滑,求下列情況下,它離開球面時,離半球底部的高度h.
(1)半球面以10m/s的速度勻速上升.
(2)半球面以大小為g2的加速度勻加速上升.
(3)半球面以大小為g4的加速度勻加速向右運(yùn)動.

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2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.
(1)為了保證實(shí)驗(yàn)條件和減小誤差,必要的措施是BCD
A.每次改變小車的質(zhì)量后,需要重新平衡摩擦力
B.將木板的一端墊高,使小車不受拉力時恰能在木板上做勻速運(yùn)動
C.盡量使沙與沙桶的總質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多
D.同一條件下多打幾條紙帶

(2)某學(xué)生在平衡摩擦力時,把長木板的一端墊得過高,使得傾角偏大.他所得到的aF關(guān)系圖象可能是圖2中的C.(圖中a是小車的加速度,F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力)
(3)圖3是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點(diǎn),相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T,距離如圖所示.則打C點(diǎn)時小車速度的表達(dá)式為vC=L3L12T;該同學(xué)計算小車加速度的表達(dá)式為a=L42L24T2..
(4)某同學(xué)作出的a-1M的關(guān)系圖線如圖4所示.從圖中可以看出,作用在物體上的恒力F=5 N.當(dāng)物體的質(zhì)量為2.5kg時,它的加速度為2m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,光滑斜面CA、DA、EA都以AB為底邊.三個斜面的傾角分別為75°、45°、30°.一小物體分別沿三個斜面由頂端從靜止滑到底端,下面說法中正確的是( �。�
A.物體沿CA滑到底端時具有最大速率
B.物體沿CA下滑,重力的平均功率最大
C.物體沿EA滑到底端所需時間最短
D.物體沿DA滑到底端所需時間最短

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6.如圖所示,在摩擦可忽略的水平面上停著一輛小車,小車的左端放著一只箱子.在水平恒力F作用下,把箱子從小車的左端拉至右端卸下.如果一次小車被制動,另一次小車未被制動,小車可沿地面運(yùn)動,在這兩種情況下有( �。�
A.箱子與車面之間的摩擦力一樣大B.水平恒力F所做的功一樣大
C.箱子獲得的加速度一樣大D.箱子獲得的動能一樣大

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16.某同學(xué)在“測勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計時器(頻率為50Hz,即每0.02s打一個點(diǎn))記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點(diǎn).其相鄰點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出.其中x1=7.05cm、x2=7.67cm、x3=8.29cm、x4=8.91cm、x5=9.53cm、x6=10.15cm,

(1)關(guān)于接通電源和釋放紙帶的次序,下列說法正確的是B.
A.先釋放紙帶,后接通電源          B.先接通電源,后釋放紙帶
C.釋放紙帶同時接通電源            D.先接通電源或先釋放紙帶都可以
(2)小車運(yùn)動的加速度為0.62m/s2.(保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.關(guān)于用“油膜法”估測分子大小的實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是( �。�
A.單分子油膜的厚度被認(rèn)為是油分子的直徑
B.測量結(jié)果表明,分子直徑的數(shù)量級是10-10m
C.實(shí)驗(yàn)時先將痱子粉均勻?yàn)⒃谒嫔希侔岩坏斡退峋凭芤旱卧谒嫔?/td>
D.處理數(shù)據(jù)時將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑

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20.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動,小球A用細(xì)線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端(B與小車間的動摩擦因數(shù)為μ).某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角,求:此刻小車對物塊B產(chǎn)生作用力的大小和方向.

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1.法國人勞倫特•菲舍爾在澳大利亞的冒險世界進(jìn)行高空特技表演,他從20m高的塔上直接落入水池中(可視為自由落體運(yùn)動),落入水中可視為勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為a=8m/s2,求:
(1)落入水面時的速度?
(2)需要準(zhǔn)備一個至少深度多少米的水池(g取10m/s2

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