某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理。
(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:
A.电磁打点计时器
B.电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择________(选填“A”或“B”);
(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是_______(选填“甲”或“乙”);
(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源,松开小车,小车运动。纸带被打出一系列点,其中的一段如图所示。若测得BC两点之间的距离为1.24cm,则纸带上A点的速度________;
(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L。小车动能的变化量可用算出。砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g。实验中,小车的质量应______(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用算出。多次测量,若W与均基本相等则验证了动能定理。
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=mg△x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/×10﹣3J | 2.45 | 2.92 | 3.35 | 3.81 | 4.26 |
△Ek/×10﹣3J | 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=_____.
在用自由落体法“探究功与速度变化的关系”实验中,
(1)为完成此实验,除了图甲中所给的器材,以下所列器材中还需要的是_________(填字母);
A.毫米刻度尺 B.秒表 C.天平 D.交流电源
(2)图乙是实验获得的纸带,纸带上的点都是连续打下的点。已知打点计时器所用交流电源周期为T,重力加速度为g。量得A、B、C各点到起始点O(打下的第一个点)的长度分别是、、。已知重物质量为m,从起始点O到B点重物所受重力做功___________;
(3)实验过程中,除重力做功外,还有_________做功。
“功和速度变化关系”的实验中,张同学用如图所示装置,尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂物的重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究,则:
(1)下列说法正确的是__________。
A.该方案需要平衡摩擦力
B.该方案需要重物的质量远小于小车的质量
C.该方案操作时细绳应该与木板平行
D.该方案处理数据时应选择匀速时的速度
(2)某次获得的纸带如图所示,张同学根据点迹标上了计数点,已知电源频率为50Hz,请根据计数点在刻度尺上的读数求出C点的速度为_____(计算结果保留3位有效数字)。
用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。实验时,先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下弹出,沿木板运动,打点计时器记录了小车运动的特点。观察发现纸带前面部分点迹疏密不均匀,后面部分点迹均匀分布,回答下列问题:
(1)实验前适当垫高木板是为了_____________。
(2)关于“探究功与速度变化的关系”实验,以下说法正确的是_________。
A.控制各橡皮筋的伸长量不变,改变橡皮筋条数来改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C.实验过程中木板垫高就行,没有必要反复调整
D.利用纸带测出小车加速过程中的平均速度即可
(3)实验结束后,为了更直观地研究功与速度变化的关系,利用所得的数据,画出的正确图象应该是图__________。
某同学在做“探究功与速度变化的关系”实验时,得到的数据如表1。
表1
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
橡皮筋条数 | 1 | 2 | 4 | 5 | 7 |
小车速度 | 0.71 | 1.23 | 1.42 | 1.58 | 1.87 |
(1)由表中数据可得出的定性结论是__________________________________。
(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为,大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度ν的关系图象______________。
(3)由画出的图象大致可判断W与ν的关系是________________________。
(4)填写表2中的空白部分______________。
表2
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
橡皮筋条数 |
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小车速度 |
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W与ν的关系 |
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