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物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体...

manfen5.com 满分网物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化的定量关系”,我们提供了如右图的实验装置.
(1)某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题:
如图如示,质量为m的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的______,通过光电门时的______,试探究重力做的功______与小球动能变化量______的定量关系.
请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号;在③④空格处填写数学表达式.
(2)某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字.
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在开始端.
⑤电磁铁断电时,小球自由下落.
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度为______m/s.
⑦计算得出重力做的功为______J,小球动能变化量为______J.(结果保留三位数字)
(3)试根据(2)对本实验下结论:____________
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项. 利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度,从而求出动能. 根据功的定义式求出重力做功. 【解析】 (1)该实验要探究重力做功和物体动能变化的定量关系,所以我们要测量小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s, 通过光电门时的速度v,来探究外力做的功mgs与小球动能变化量mv2的关系. (2)利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得: 小球经过光电门时的速度为v=4m/s 小球从电磁铁处下落到经过光电门时重力做的功为w=mgh=4.04J. 小球动能变化量为△Ek=mv2-0=4.00J. (3)根据②中计算出的数据得出本实验的结论为:在误差允许范围内,小球重力做的功与其动能的变化量相等. 故答案为:(1)位移s,瞬时速度v,mgs,mv2. (2)⑥4;⑦4.04; 4.00. (3)在误差允许范围内,小球重力做的功与其动能的变化量相等.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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