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为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动如,图甲所示.
B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和钩码,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示.
打出的纸带如图丙:
试回答下列问题:
①已知fA=fm相邻计数的时间间隔为ω3,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打B点时滑块速度
vB=
x3-x1
2T
vB=
x3-x1
2T
,打c点计时器打点时滑块速度v3
=
x4-x2
2T
=
x4-x2
2T

②已知重锤质量v,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程
位移x
位移x
(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式
W=mgx
W=mgx

③测出滑块运动段、合外力对滑块所做的功,算出、vB、vC、vD、vE,以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量
2
k
2
k

分析:①用平均速度代替瞬时速度去求解AB点的速度;
②合外力为重物的重力,要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x,根据W=Fx即可求解;
③根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解.
解答:解:①匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:
vB=
x3-x1
2T

vC=
x4-x2
2T

②合外力为重物的重力,要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x,
则W=Fx=mgx
③合外力做的功为W=Fx=Mg?
1
2
gt2
=
1
2
Mv2
所以:v2=
2
K
W

已知直线斜率为k,所以M=
2
k

故答案为:①vB=
x3-x1
2T
x4-x2
2T
;②下滑的位移x;W=mgx;③
2
k
点评:本题主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法,能根据做功公式求出W与v2的关系式,根据图象的斜率求解质量,难度适中.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,将打点计时器固定好.调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动如图甲所示
B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示
打出的纸带如图丙:

试回答下列问题:
①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度VA=
x2
2△t
x2
2△t
,打点计时器打B点时滑块速度VB=
x3-x1
2△t
x3-x1
2△t

②已知重锤质量m,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块
位移x
位移x
(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式W=
mgx
mgx

③测出滑块运OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功,VA、VB、VC、VD、VE以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=
2
K
2
K

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科目:高中物理 来源: 题型:

为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后面连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动,如图甲所示
B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动.

打出的纸带如图丙,测得各点与O点(O点为打出的第一个点)距离如图丙所示:
试回答下列问题:
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度VA=
x2
2△t
x2
2△t
,打点计时器打B点时滑块速度VB=
x3-x1
2△t
x3-x1
2△t

(2)已知重锤质量m,当地的重加速度g,若已测出滑块沿斜面下滑的位移为x,则这一过程中,合外力对滑块做的功的表达式W=
mgx
mgx

(3)测出滑块在OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功,及VA、VB、VC、VD、VE,然后以W为纵轴,以v2为横轴建坐标系,描点作出W-v2图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=
2
k
2
k

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江西省白鹭洲中学高一下学期第二次月考物理试卷(带解析) 题型:实验题

为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后面连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动,如图甲所示
B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动.

打出的纸带如下图,测得各点与O点(O点为打出的第一个点)距离如图所示:

试回答下列问题:
⑴已知相邻计数的时间间隔为T,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打点时滑块速度_____________________,打点计时器打点时滑块速度_____________________
⑵已知重锤质量,当地的重加速度,若已测出滑块沿斜面下滑的位移为,则这一过程中,合外力对滑块做的功的表达式_____________________
⑶测出滑块在段合外力对滑块所做的功,及,然后以为纵轴,以为横轴建坐标系,描点作出图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为,则滑块质量_____________

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年安徽省高三上学期第二次模拟考试物理试卷(解析版) 题型:实验题

为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:

A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动如,图甲所示。

B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和钩码,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示。

打出的纸带如下图:

试回答下列问题:

①已知相邻计数的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打点时滑块速度___________,打点计时器打点时滑块速度___________。

②已知重锤质量,当地的重加速度,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块____________(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式______________。

③测出滑块运动段、合外力对滑块所做的功,算出,以为纵轴,以为横轴建坐标系,描点作出图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为,则滑块质量___________。

 

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