學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí),某同學(xué)為了探究桿子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式,設(shè)計(jì)了如圖示的實(shí)驗(yàn):質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在轉(zhuǎn)軸O處,桿由水平位置靜止釋放,用置于圓弧上某位置的光電門測(cè)出另一端A經(jīng)過該位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA,并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h.

(1)該同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得長(zhǎng)直桿的橫截面的直徑如圖為______mm.
(2)調(diào)節(jié)光電門在圓弧上的位置,測(cè)得多組數(shù)據(jù)如表格所示.請(qǐng)
組次12345
h/m0.100.150.200.250.30
vA(m/s)1.732.122.462.743.00
選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法,猜想并寫出vA與h的函數(shù)關(guān)系等式______.
(3)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2,不計(jì)一切摩擦,結(jié)合你找出的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)守恒規(guī)律寫出此桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的表達(dá)式EK=______(請(qǐng)用數(shù)字、質(zhì)量m、速度vA表示).
(4)為了減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l可行性措施______.

(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為7mm,游標(biāo)尺上第5條刻度線和主尺上某一刻度線對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為5×0.05mm=0.25mm,所以最終讀數(shù)為:7mm+0.25mm=7.25mm.
(2)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能與速度的平方成正比,故可以求出速度的平方,如下表:
由上述表格得到:vA2=30h;
(3)設(shè)桿長(zhǎng)L,桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為:ω=
vA
L
;
在桿上取△x長(zhǎng)度微元,設(shè)其離O點(diǎn)間距為x,其動(dòng)能為:
1
2
?
m?△x
L
?(
vA
L
?x)2
積分得到:EK=
L0
1
2
?
m?△x
L
?(
vA
L
?x)2=
1
6
m
v2A
;
(4)為了減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,選擇密度較大的直桿或選擇直徑較小的直桿.
故答案為:
(1)7.25
(2)vA2=30h
(3)
1
6
m
v2A

(4)選擇密度較大的直桿或選擇直徑較小的直桿.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

把一個(gè)物體豎直向上拋出去,該物體上升的最大高度是h,若物體的質(zhì)量為m,所受的空氣阻力恒為f, 則在從物體被拋出到落回地面的全過程中(   )
A.重力所做的功為零B.重力所做的功為2mgh
C.空氣阻力做的功為零D.空氣阻力做的功為-2fh

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(1)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,可用于探究力對(duì)靜止物體做功與物體獲得的速度的關(guān)系.
①選用同樣的橡皮筋,每次在同一位置釋放小車,如果用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為W;用3條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功為______.
②小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到摩擦阻力,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作以消除這種影響______.
(2)某同學(xué)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖2所示.O為紙帶下落的起始點(diǎn),A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn).已知實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=2kg,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2
①根據(jù)圖2可知,記錄B點(diǎn)時(shí),重物的速度vB=______m/s,重物動(dòng)能EkB=______J.從開始下落到至B點(diǎn),重物的重力勢(shì)能減少量是______J(以上三空均保留三位有效數(shù)字),由此可得到的結(jié)論是______.
②該同學(xué)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增量略小于重力勢(shì)能減少量,則造成這種現(xiàn)象的原因可能是______.
③根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,則以
v2
2
為縱軸,以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是圖3中的______.
④若該同學(xué)不慎將上述紙帶從OA之間扯斷,他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的?______.(填“能”或“不能”)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

某同學(xué)通過數(shù)根相同的橡皮條和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,來探究橡皮條做功與小車獲得速度之間的關(guān)系,得到右表數(shù)據(jù).則下列說法正確的是 (  )
abc
橡皮條根數(shù)速度速度的平方
11.01.00
21.411.99
31.732.99
42.004.00
A.利用改變橡皮條的根數(shù)來改變做功的大小,使做功數(shù)值倍數(shù)增加
B.每次改變橡皮條的根數(shù),不需要將小車?yán)较嗤奈恢冕尫?/td>
C.從表格a列和b列對(duì)比,可判斷橡皮條做功與小車速度成正比
D.從表格a列和c列對(duì)比,可判斷橡皮條做功與小車速度平方成正比

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.實(shí)驗(yàn)中,要求通過調(diào)整木板的傾角來平衡摩擦阻力.判斷摩擦阻力已被平衡的方法是(  )
A.釋放小車后,小車能夠運(yùn)動(dòng)
B.輕推一下小車,小車能夠勻速運(yùn)動(dòng)
C.釋放小車后,拖著紙帶的小車能夠運(yùn)動(dòng)
D.輕推一下小車,拖著紙帶的小車能夠勻速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列運(yùn)動(dòng)的物體,動(dòng)能不改變的是(  )
A.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體B.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體
C.做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

改變汽車的質(zhì)量和速度,都能使汽車的運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化,在下面幾種情況中,汽車的動(dòng)能是原來的2倍的是( 。
A.質(zhì)量不變,速度變?yōu)樵瓉淼?倍
B.質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍
C.質(zhì)量變?yōu)樵瓉?倍,速度減半
D.質(zhì)量減半,速度變?yōu)樵瓉淼?倍

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖左下圖所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距L=1m,兩軌道用的電阻連接,有一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上,F(xiàn)用水平拉力F沿水平方向拉動(dòng)導(dǎo)體桿,則: 

(1)若拉力F大小恒為4N,請(qǐng)說明導(dǎo)體桿做何種運(yùn)動(dòng),最終速度為多少?
(2)若拉力F大小恒為4N,且已知從靜止開始直到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷的位移為s=10m,求在此過程中電阻R上所生的熱;
(3)若拉力F為變力,在其作用下恰使導(dǎo)體棒做加速度為a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)寫出拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

ab為緊靠著的、且兩邊固定的兩張相同薄紙,如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從距紙面高為60cm的地方自由下落,恰能穿破兩張紙(即穿過后速度為零)。若將a紙的位置升高,b紙的位置不變,在相同條件下要使小球仍能穿破兩張紙,則a紙距離b紙不超過
A.15cmB.20cmC.30cmD.60cm

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同步練習(xí)冊(cè)答案