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如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带...

如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母);

A.直流电源        B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确的操作方法是_________(选填选项前的字母);

A.把长木板右端垫高    B.改变小车的质量

在不挂重物且_________(选填选项前的字母)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他阻力的影响;

A.计时器不打点        B.计时器打点

(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为О。在纸带上依次取ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T测得ABC……各点到O点的距离为……,如图所示:

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功___________,打B点时小车的速度___________

(4)为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图所示的图象。由此图象可得vW变化的表达式为________________

 

B A B 【解析】 (1)[1].打点计时器均使用交流电源,B对。 (2)[2][3].平衡摩擦力和其他阻力,是通过垫高木板右端,构成斜面,使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡,A对; 平衡摩擦力时需要让打点计时器工作,纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力,且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动,B对。 (3)[4][5].小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离,又小车所受拉力约等于重物重力,因此 小车做匀变速直线运动,因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度,则 (4)[6].由题图可知,图线斜率 即  
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考点分析:
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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均基本相等则验证了动能定理。

 

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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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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ABC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OB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。

 

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“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)。

 

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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__________

 

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