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图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下: A.易拉罐内盛上适量细沙,用轻...

图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下:

A.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带。合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑。

B.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2

C.撤去细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出)O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T,重力加速度为g

(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___

(2)为验证从OC过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为OC间距离为,则C点速度大小为___,需要验证的关系式为____  (用所测物理量的符号表示)

 

(1)m1g; (2), 【解析】 (1)[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力,合力为零;撤去拉力后,其余力不变,故合力等于撤去轻绳的拉力,而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力,所以小车所受的合外力为m1g; (2)[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度,故 ; [3]动能增量为: , 合力的功为: , 需要验证的关系式为:  
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考点分析:
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某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。

图甲

①打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。

A.交流电源    B.直流电源

②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在不挂小桶且计时器______(选填打点不打点)的情况下,轻推一下小车若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是____选填选项前的字母)。

A小车所受的拉力近似等于小车所受的合力

B小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力

C保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度

③图乙是实验中得到的一条纸带,ABCDEFG7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为: 。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=________(结果保留两位有效数字)。

图乙

④另一位同学也利用图甲所示的装置做实验。他保持小桶和砝码的质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响。他没有测量小车的质量,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像。从理论上分析,下列图像正确的是_______

        

A                B               C               D

 

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利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.

(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到_____

(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=_____m/s.

(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgx算出拉力对小车做的功W.利用Ek=Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表.

W/×103J

2.45

2.92

3.35

3.81

4.26

Ek/×103J

2.31

2.73

3.12

3.61

4.00

 

请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出Ek﹣W图象.

(4)实验结果表明,Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_____

 

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如图所示,为研究匀变速直线运动规律实验中获得的一条纸带,已知打点计时器的频率为50 Hz,采用逐差法求得加速度的大小a________m/s2(结果保留两位小数)

 

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利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的直径和高度,测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为_______cm,高度为________mm

 

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在一次实验中,张华同学用螺旋测微器测量某长方体工件的厚度如图所示,根据图示可判断其厚度为________mm。该同学用下列某种仪器测得该工件的宽度为1.275 cm,则该同学所用的仪器可能是________(将正确答案的序号填在横线上)

①螺旋测微器' 10分度游标卡尺 20分度游标卡尺

 

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