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某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①...

某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①按图(a)摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.

②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为说明: 满分5 manfen5.com=50Hz),打出一条纸带.

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(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图(b)所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com…,他把钩码重力(当地重力加速度

g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=____________J(结果保留三位有效数字),把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得Ek=" ______" (结果保留三位有效数字)

(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是(    )

A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小

D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因

(3)在(2)的基础上该同学对操作步骤进行了改进(步骤已正确),小车质量M,钩码总质量m,让钩码带动小车加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为__________________________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

 

W= 0.176J   Ek=0.125J  AB  mgL=(M+m)v2/2-(M+m)v2/2 【解析】 试题分析:(1)合力做功为,第5点瞬时速度为,末动能为(2) 把钩码的重力当作小车所受的拉力,这是不对的,因为钩码的重力是钩码与小车系统的合外力,使系统产生共同的加速度。而绳子对小车的拉力只是使小车产生加速度,二力并不相等,重力大于拉力。所以计算拉力对小车做的功结果偏大。A正确,没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多,B正确,若该同学的释放小车和接通电源的次序有误,也能使得动能增量的测量值比真实值偏大,从图中我们可得该同学是用的毫米刻度尺,D错误,故选AB 考点:考查了“合力做功与物体动能改变的关系”实验以及验证机械能守恒实验
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考点分析:
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质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长绳上。先将小球拉至同一水平位置(如图示)从静止释放,当二绳竖直时,则(     )

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A.两球速度一样大                        B.两球的动能一样大

C.两球的机械能一样大                    D.两球所受的拉力一样大

 

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质量为m的小球,以速度v在高为H的光滑平台上运动,当它滑离平台下落经过高为h的某一点(以地面为零势能面),它的(      )

A.重力势能为mg(H—h)                 B.动能为mgh+mv2/2;

C.动能的增加量为mg(H—h)             D.机械能为mgH+ mv2/2

 

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一水平传送带以恒定速度v向右运动,将质量为m的小物体轻放在它的左端,经t秒小物体的速度增为v,再经t秒小物体到达右端,则(   )

A.摩擦力对小物体先做正功,后做负功       B.小物体由左端到右端的平均速度为3v/4

C.前t秒内摩擦力对小物体做功为mv2/2      D.前t秒内电动机对传送带做功至少为mv2

 

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质量为m的物体,从静止出发以g/2的加速度竖直向下运动h米,下列正确的是(   )

A.物体的重力势能减少mgh/2              B.物体的机械能保持不变

C.物体的动能增加mgh/2                  D.物体的机械能减少mgh/2

 

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若不计空气的阻力,以下实例中运动物体机械能守恒的是  (   )

A.物体沿斜面匀速下滑

B.木块沿光滑的斜面以速度v0从底端向上滑动的过程中。

C.小球自由下落,落在竖直弹簧上,将弹簧压缩后又被弹簧弹起来,小球的机械能守恒

D.用细绳拴着小球,一端为圆心,使小球在竖直平面内做圆周运动

 

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