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用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B,...

用图甲所示的实验装置探究动能定理。某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条。细线一端连着滑块,另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放

1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=______mm

2)下列实验要求中不必要的一项是______(请填写选项前对应的字母)

A、应使A位置与光电门间的距离适当大些

B、应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量

C、应将气垫导轨调至水平

D、应使细线与气垫导轨平行

3)实验时保持滑块的质量MAB间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力电传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系,处理实验数据时应作出的图象是______(请填写选项前对应的字母)

A、作出t-F图象

B、作出t2-F图象

C、作出-F图象

D、作出-F图象

 

2.30 B C 【解析】 第一空.由图知第5条刻度线与主尺对齐,d=2mm+6×0.05mm=2.30mm; 第二空.应使A位置与光电门间的距离适当大些,有利于减小误差,故A正确;拉力是直接通过传感器测量的,故与小车质量和钩码质量大小关系无关,故B错误;为减小实验误差,应减小摩擦力对实验的影响,应将气垫导轨调至水平,故C正确;应将气垫导轨调节水平,保持拉线方向与木板平面平行,这样拉力才等于合力,故D正确;让选不必要的,故选B; 第三空.根据牛顿第二定律得:a=,速度:v=,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v2=2aL,整理得:,所以研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出 -F图象,故ABD错误,C正确;  
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考点分析:
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某实验小组利用图示装置进行验证动能定理的实验,小车上装有遮光片,与光电门相连接的计时器能测出小车通过光电门时遮光片的遮光时间t,实验步骤如下:

A.用游标卡尺测出小车上的遮光片的宽度d,用弹簧秤称出所需挂的钩码的重力F

B.挂上钩码,调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,通过两个光电门时两个遮光时间相等;

C.取下轻绳和钩码,保持调节好的长木板倾角不变,让小车从长木板顶端静止下滑,记录小车通过光电门2时的遮光时间t2

D.改变光电门2的位置,重新让小车从长木板同一位置静止下滑,重复步骤C

回答下列问题:

(1)对于该实验,下列说法正确的是________

A.长木板表面粗糙对实验结果影响较大,应该换用光滑的木板

B.该实验要用钩码的重力作为小车的合外力,应满足钩码质量远小于小车的质量

C.该实验要用钩码的重力作为小车的合外力,但不需要满足钩码质量远小于小车的质量

(2)若要求得小车在两光电门间运动的过程中合外力做功,还需测量两光电门间的距离,则小车合外力做功的表达式是W_______;小车在光电门2位置的速度表达式是=________

(3)为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出图像,其图线是一条不过原点的直线,从图像中可得纵截距为a,斜率为b,可得小车在光电门1位置的动能为_______,小车的质量为_________

 

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某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条,系轻细绳处安装一拉力传感器(可显示出轻细绳的拉力),把滑块放在水平气垫导轨上A处,细绳通过定滑轮与钩码相连,光电门安装在B处。气垫导轨充气,将滑块从A位置由静止释放后,拉力传感器记录的读数为F,光电门记录的时间为t

1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度,如图乙所示,则宽度为 _________mm

2)多次改变钩码的质量(拉力传感器记录的读数F相应改变),测得多组Ft数据,要得到线性变化图象,若已知选定F作为纵坐标,则横坐标代表的物理量为__________

A.                 B.                 C.                 D.

3)若正确选择横坐标所代表的物理量后,得出线性变化图象的斜率为k,且已经测出AB之间的距离为s,遮光条的宽度为d,则滑块质量(含遮光条和拉力传感器)的表达式为M=_________

 

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某同学想利用如图所示的实验装置来验证动能定理.在一端带滑轮的长木板上固定一个光电门,光电门在滑轮附近,与光电门相连的数字毫秒计可以显示出小车上的遮光片经过光电门的时间.在远离滑轮的另一端附近固定一标杆.滑块通过细线与重物相连,细线的拉力大小等于力传感器的示数.

1)下列说法正确的是______

A.平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上

B.平衡摩擦力的目的是保证细绳对小车的拉力等于小车受到的合力

C.本实验中没有必要测量重物的质量

D.为减小系统误差,必须保证小车与遮光片的总质量远远大于重物的质量

2)刻度尺的零刻线与标杆重合,光电门对应刻度尺的位置如上图的箭头所示,则标杆与光电门的距离__________.如图所示.用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度__________

3)用天平测得小车及遮光片的总质量为,在平衡好摩擦力后,每次都使小车上的遮光片从标杆处由静止开始运动,并记下遮光片通过光电门的时间及力传感器的显示的力的大小.以小车为研究对象验证动能定理,需要下列物理量:小车通过光电门时的速度大小_____,外力对小车做功_______.实验需要验证的关系式为__________(以上填空处均用题中给出的已知物理量的字母表示.)

 

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某实验小组做探究动能定理实验,装置如图甲所示。探究对象是铝块(质量小于砂桶和砂的总质量),保持其质量m不变,通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力,由力传感器可测得拉力的大小F。已知当地重力加速度为g,电源频率为f

1)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________(填)。

2)实验时,让砂桶从高处由静止开始下落,在纸带打出一系列的点,如图乙所示,其中0是打下的第一个点,取纸带上0~5过程进行研究,铝块动能的增加量ΔEk=_______,合外力做的功W=______(用题目和纸带中已知物理量符号表示)。

3)为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系,某同学选取0点到不同计数点过程,作出ΔEkW图象如图丙所示,他根据图像斜率的值约为_________,才得到结论:外力做的功等于动能的增加量。

 

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某实验小组采用图甲所示的装置探究动能定理即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。

1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是___

2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量,对本实验______影响(填没有);

3)实验时,下列物理量中必须测量的是______

A.长木板的长度L      B.重物的质量m      C.小车的总质量M

4)实验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为O,在纸带上依次取ABC三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得ABC三点到O点的距离分别为x1x2x3。则从打O点到打B点过程中,探究结果的表达式是:___________(用题中所给字母表示)。

 

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