练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    探究“动能定理”
    某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz．

    （1）实验的部分步骤如下：
    ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
    ②将小车停在打点计时器附近，
    接通电源
    接通电源
    ，
    释放小车
    释放小车
    ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，
    断开开关
    断开开关
    ；
    ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．
    （2）图1是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．
    （3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，
    钩砝的重力
    钩砝的重力
    做正功，
    小车受摩擦阻力
    小车受摩擦阻力
    做负功．
    （4）实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线（其中△v2=v2-v02），根据图线可获得的结论是
    小车初末速度的平方差与位移成正比
    小车初末速度的平方差与位移成正比
    ．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和
    小车的质量
    小车的质量
    ．
    表1纸带的测量结果
    测量点 S/cm v/（m?s-1）
    0 0.00 0.35
    A 1.51 0.40
    B 3.20 0.45
    C
    5.08
    5.08
    0.49
    0.49
    D 7.15 0.54
    E 9.41 0.60
    分析：小车在钩码的作用下拖动纸带在粗糙水平面上做加速运动，通过对纸带计数点处理可算出各点的速度大小及发生的位移．同时测量小车的质量与小车在粗糙水平面的摩擦力，从而可求出合力做的功与小车的动能变化关系．
    解答：解：（1）只有先接通电源后释放小车，否则纸带上的第一个初速度不为零．当实验结束后，及时断开开关
    （2）从尺上读数，C：6.08cm，减去O点读数1.00 cm，得C点的S值5.08cm
    而C点的瞬时速度等于BD这段的平均速度
    则C点速度v=
    (7.15-3.20)×10-2
    4×2×10-2
    =0.49m/s
    （3）钩砝的重力做正功，小车受摩擦阻力做负功
    小车初末速度的平方差与位移成正比，即v2-v02=ks
    要验证“动能定理”，即
    1
    2
    Mv2-
    1
    2
    M
    v
    2
    0
    =(mg?-f)s    还需要测量的物理量是摩擦力f和小车的质量M．
    故答案为：（1）②接通电源、释放小车，断开开关；
              （2）5.08，0.49；   
              （3）钩砝的重力，小车受摩擦阻力；
              （4）小车初末速度的平方差与位移成正比，小车的质量．
    点评：通过实验来探究物体的动能定理，一是培养学生的动手能力，二是更能让学生理解动能定理的内涵．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如实图5-3所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B点时的速度大小，小车中可以放置砝码．

     (1)实验主要步骤如下：

    ①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．

    ②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度．

    ③在小车中增加砝码或________，重复②的操作．

    (2)下列表格是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v－v|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)

    数据记录表

    次数

    M/kg

    ΔE/J

    F/N

    W/J

    1

    0.500

    0.76

    0.190

    0.400

    0.200

    2

    0.500

    1.65

    0.413

    0.840

    0.420

    3

    0.500

    2.40

    ΔE3

    1.220

    W3

    4

    1.000

    2.40

    1.200

    2.420

    1.210

    5

    1.000

    2.84

    1.420

    2.860

    1.430

    (3)根据表格，请在图中的方格纸上作出ΔEW图线．

    实图5-3

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案