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如图甲所示,为了测定小车沿斜面下滑过程中克服阻力做的功,某同学设计下面的实验.

实验器材:电磁打点计时器、斜面、小车、米尺、天平、纸带.
实验中的部分操作步骤如下;
A.将电磁打点计时器固定在斜面上某处,让纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面,其一端固定在小车上,如图甲所示.
B.接通电源,待打点稳定后再由静止释放小车,使之沿斜面下滑.
C.多次重复上述操作,选取一条点迹清晰的纸带进行测量.
(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz,图乙是打出的纸带的一段,相邻两计数点间还有四个计时点未画出.由纸带数据可知,打点计时器打纸带上B点时小车的速度vB=
0.15
0.15
m/s,打纸带上E点时小车的速度vE=
0.33
0.33
m/s.(保留两位有效数字)
(2)为了测出打点计时器打纸带上B点到打纸带上E点过程中小车克服阻力做的功,还需测量的物理量有
小车的质量m、斜面的长度l、斜面的高度h
小车的质量m、斜面的长度l、斜面的高度h

(3)用测得量及速度vB、vE表示克服阻力做功的计算式为WBE=
mg
h
l
?
.
BE
-
1
2
m(
v
2
E
-
v
2
B
)
mg
h
l
?
.
BE
-
1
2
m(
v
2
E
-
v
2
B
)
分析:(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点B和点E的瞬时速度.
(2、3)根据动能定理求出克服阻力做功的大小,从而确定需要测量的物理量.
解答:解:(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度:vB=
.
AC
2T
=
(8.11-5.09)×10-2
2×0.10
m/s=0.15m/s

vE=
.
DE
2T
=
(17.10-10.49)×10-2
2×0.10
m/s=0.33m/s

(2)由动能定理可得,mgsinθ?
.
BE
-WBE=
1
2
m(
v
2
E
-
v
2
B
)

sinθ=
h
l

要测出WBE,还需测量小车的质量m,斜面的长度l及斜面的高度h.
由上式可得WBE=mg
h
l
?
.
BE
-
1
2
m(
v
2
E
-
v
2
B
)

故答案为:(1)0.15,0.33;(2)小车的质量m、斜面的长度l、斜面的高度h;(3)mg
h
l
?
.
BE
-
1
2
m(
v
2
E
-
v
2
B
)
点评:本题考查了动能定理的基本运用,通过动能定理求出克服阻力做功的大小,从而确定需要测量的物理量.
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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?泰州一模)玩具遥控器经常用到一种方形层叠电池,如图甲所示.为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室提供了下列器材:
A.电流表G(满偏电流1 0mA,内阻10?
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知).
C.滑动变阻器R(0~l00?,1A)
D.定值电阻R(阻值990?)
E.开关与导线若干
(1)电流表A的量程应选用
0~0.6A
0~0.6A
(填“0~06A”或“0~3A”)
(2)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,并在丙图上完成了实物连线,请你指出该同学连线的错误之处(在连错的导线上打“×”),并重新正确连线.
(3)根据上述设计的实验电路,该同学利用测出的数据绘出I1-I2图线(I为电流表 G的示数,I为电流表A的示数)如丁图所示,则由图线可得该电池的电动势E=
9.00
9.00
V,内阻r=
10.0
10.0
?.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?上海模拟)某同学给实验室的一个多用电表更换电池时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池),如图甲所示.
为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(满偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R0(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,请你按照电路图在丙图上完成实物连线.
(2)丁图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1一I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E1=
9.0
9.0
V,内阻r1=
10
10
Ω.(保留两位有效数字).
(3)另一位同学也找到了一块层叠电池,利用上面的实验连接进行测量,初始时滑片在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片向左滑过一段距离X后电流表A才有读数,于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I1、I2与x的关系图,如图戊所示,则根据图象可知,此电池的电动势为E2=
9.0
9.0
V,内阻为r2=
11
11
Ω.(保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)某同学为测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用的500mL的玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.00s滴一滴.该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车沿直线滑行.如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点).设该同学质量为50kg,摩托车质量为75kg,g=10m/s2,根据该同学的实验结果可估算出:
①骑摩托车加速时的加速度大小为
 
m/s2
②骑摩托车滑行时的加速度大小为
 
m/s2
③骑摩托车加速时的牵引力大小为
 
N.
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(2)某同学对实验室的一个万用表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池),如图甲所示.为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(滿偏电流10mA,内阻10Ω)  B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R(0~20Ω,1A)          D.定值电阻R0(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
①该同学根据上述的实验器材,设计了如图乙所示的电路,请你按照电路图在丙图上完成实物连线.
②丁图为该同学根据上述设计的实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,则由图线可以得到被测电池的电动势E=
 
,内阻r=
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池),如图甲所示.
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为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室提供了下列器材:
A.电流表G(滿偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R0(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
(1)请根据实验器材,自行设计电路画在方框乙中.
(2)丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω.

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