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试验探究动能定理

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第五章实验五1.(2017 ·北京卷 )如图 1 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。 导学号21992385(1) 打点计时器使用的电源是__B__( 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它阻力,正确操作方法是__A__( 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 __B__( 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O。在纸带上依次取A、B、C⋯⋯若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得 A、B、C⋯⋯各点到O 点的距离为x1、x2、x3⋯⋯,如图2 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 点打 B点的过程中,拉力对小车做的功W=__mgx2__,打 B 点时小车的速度v=x3-x12T。(4) 以 v2 为纵坐标, W 为横坐标,利用实验数据做如图3 所示的 v2- W 图象。由此图象可得 v2 随 W 变化的表达式为__v2=4.7W,(4.5W~5.0W 均认为正确 )__。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2 这个因子; 分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是 __质量 __。(5) 假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4 中正确反映v2-W 关系的是 __A__。[解析 ](1) 打点计时器使用的电源是交流电源,故选B。(2)实验中,平衡摩擦力和其它阻力时,应先不挂重物,把长木板右端适当垫高,在小车后面挂上纸带,接通电源,在打点计时器打点的情况下,轻推一下小车,给小车一个初速度,若小车拖着纸带做匀速运动,则表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。(3) 实验中,可认为小车所受的拉力F 大小为 mg,从打 O 点到打 B 点的过程中,拉力对小车做的功W=Fx2=mgx2。在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,故v B=xAC2T =x3-x12T。(4) 由题图 3 可知,v2= kW,斜率 k=v2W,其单位为 m2·s- 2·J-1。又 1J=1N· m,1 N=1kg·m· s-2,故 1J=1 kg ·m2·s-2,故 J-1=kg- 1·m- 2·s2...

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