组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究功与物体速度变化的关系 > 探究功与物体速度变化的实验步骤和数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:103 题号:10722378
某同学利用如图所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”,具体实验步骤如下∶

A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子);
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的质量m,并记录数据;
D.保持长木板的倾角不变,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1t2,并测量遮光条的宽度d光电门甲、乙之间的距离为s
E.改变光电门甲、乙之间的距离,重复步骤D;
请回答下列各问题:(用题目所给字母表示)
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。(忽略空气阻力)
(2)在误差允许的范围内,若满足__________,则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。

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【推荐1】科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究,下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。
I.理论探究:根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请在答题纸上对应位置写出你的推导过程_________
II.实验探究:①某同学的实验方案如图甲所示,他想用砝码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:a_________b_________

②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中ABCDFF是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图,则打C点时小车的速度为_____;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有_____
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【推荐2】某兴趣小组利用图甲所示实验装置,验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M,沙桶和沙的质量为m,小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。

⑴在实验中,下列说法正确的有________
A.将木板的右端垫起,以平衡小车的摩擦力
B.每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力
C.用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度
D.在小车运动过程中,对于Mm组成的系统,m的重力做正功
⑵图乙是某次实验时得到的一条纸带,打点计时器使用频率为f的交流电。在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出,根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=_____

⑶若用BE两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式为_______(用所测物理量的符号表示);
⑷该小组同学希望通过此实验装置研究摩擦力对小车所做的功,应如何操作?____________(写出一种方法即可)
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【推荐3】某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t.改变钩码个数,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表.
        

①为便于分析Ft的关系,在坐标纸上作出如图所示的图线,图线为____的关系图象

A.F-t,                 B.F-t2                 C.F-
②结合表格中数据及图线特点,算出图线的斜率k=______
③设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,由图线的斜率可求得滑块的质量为M______
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