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(1)某同学用如图甲所示的装置来探究动能定理.①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等,钩码的总质量应满足的实验条件是,实验时首先要做的步骤是
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(1)某同学用如图甲所示的装置来探究动能定理.![]() ①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等,钩码的总质量应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是____________. ②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动,用打点计时器在纸带上记录其运动情况.图乙是实验时得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.本实验能测出的物理量有:小车的质量M,钩码的总质量m,各计数点间的距离△x n .已知相邻计数点间的时间间隔为T,重力加速度为g.则打点计时器打出B点时小车的速度为______,对于BE段,小车合外力做的功与动能变化间的关系式为______.(均用题中所给的字母表示) (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落,通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律. ①在实验过程中,下列说法正确的是:______. A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺 B.打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上 C.实验中其他条件相同时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差 D.实验时先释放纸带,在接通电源 ②按安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图1所示.图1中O点为打点起始点,且速度为零. ![]() 选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分虽为h 1 、h 2 、h 3 ,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为难此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力热能的减少量△E P =______,动能的增加量△E K =______(用题中所给字母表示). ③以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方v 2 为纵坐标建立直角坐标系,用实验测得的数据绘出v 2 -h图线,如图2所示.从v 2 -h图线求得重锤下落的加速度g′=______m/s 2 .(保留3位有效数字) |
▼优质解答
答案和解析
(1)钩码加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有 对钩码,有:mg-T=ma 对小车,有:T=Ma 解得:T=
故当M>>m时,有T≈mg 小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高.故实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力. (2)根据在匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度大小等于该过程的平均速度大小.可知B点的速度大小等于AC间的平均速度,即为: v B =
对于BE段,小车合外力做的功与动能变化间的关系式为: mg(△x 2 +△x 3 +△x 4 )=
(2)①A、因为我们需要验证的方程是mgh=
B、打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上,这样能减小摩擦阻力的影响,故B正确. C、实验中其他条件相同时,重锤较大时,空气阻力的影响会小些,实验的误差会减小,故C错误. D、应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,这样可以再纸带上尽量多的打点,并提高纸带利用率,故D错误; 故选:B. ②从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力热能的减少量△E P =mgh 2 ,动能的增加量△E K =
③根据mgh=
图线的斜率为:k=
故答案为: (1)①钩码的总质量远小于小车的质量;平衡摩擦力. ②
(2)①B; ②mgh 2 ,
③9.67. |
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