光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时器,其结构如图题甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接受装置。当有物体从a、b之间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示的装置设计一个“探究恒力做功与动能改变关系”的实验,图中AB是水平桌面,CD是一端带有定滑轮的等厚长木板。将光电门固定在靠近木板滑轮一端的F点(与之连接的光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板上的E点由静止释放,由光电门连接的计时器显示窄片K的挡光时间。
(1)若已测得窄片的宽度为d,并用米尺测得E、F两点间距为L,且L >> d,与光电门连接的计时器显示的挡光时间为t,小车的质量为M,所挂的重物质量为m。则小车经过F点小车的动能表达式Ek =_______ ;(说明:本题的(1)(2)(3)的结果均用题中所给的字母表示)
(2)如果研究对象是小车,请写出验证本实验的表达式是______ ;如果研究对象是小车和重物这一整体,验证本实验的表达式应是_________________ 。
(1)若已测得窄片的宽度为d,并用米尺测得E、F两点间距为L,且L >> d,与光电门连接的计时器显示的挡光时间为t,小车的质量为M,所挂的重物质量为m。则小车经过F点小车的动能表达式Ek =
(2)如果研究对象是小车,请写出验证本实验的表达式是
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更新时间:2016-12-07 23:30:58
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【知识点】 用光电门验证动能定理
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【推荐1】某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功,在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器(图中未画出)连接。
实验过程如下∶
(1)用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d;
(2)用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置,并由静止释放,数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=______ (用题中所给符号表示);
(3)多次改变滑块的质量m,重复(2)的操作,得到多组'm与v的值。根据这些数值、作出的图像,如图乙。根据图像,可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为_______ ;还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数为_____ (用题中所给符号表示,重力加速度为g)。
实验过程如下∶
(1)用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d;
(2)用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置,并由静止释放,数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=
(3)多次改变滑块的质量m,重复(2)的操作,得到多组'm与v的值。根据这些数值、作出的图像,如图乙。根据图像,可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为
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【推荐2】某学习小组用如图甲所示的装置验证动能定理。滑块A上固定有遮光条,滑块A与光电门B均放在水平气垫导轨上,滑块A用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,细线与气垫导轨平行,力传感器下方悬挂钩码,每次滑块A都从同一位置由静止释放。
(1)本实验_________ (填“需要”或“不需要”)满足钩码和力传感器的总质量远小于滑块A和遮光条的总质量的条件。
(2)实验前,先用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则_______ 。
(3)实验时,保持滑块A和遮光条的总质量M与滑块A的释放点与光电门B间的距离L不变,改变所挂钩码的质量,将滑块A从同一位置由静止释放,读出力传感器的示数F和遮光条通过光电门B的时间t。从滑块A被释放到滑块A通过光电门B,合力对滑块A做的功_________ ;若在误差允许的范围内满足关系式_________ ,则动能定理得到验证。(均用F、L、M、d、t表示)
(4)小组同学根据所得实验数据,通过描点作出了如图丙所示的图像,该图像不过原点的原因可能是_________ 。
A.气垫导轨未调水平且释放滑块端较高
B.气垫导轨未调水平且定滑轮端较高
C.气垫导轨的充气泵气流太小,未将滑块完全吹离导轨
(1)本实验
(2)实验前,先用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则
(3)实验时,保持滑块A和遮光条的总质量M与滑块A的释放点与光电门B间的距离L不变,改变所挂钩码的质量,将滑块A从同一位置由静止释放,读出力传感器的示数F和遮光条通过光电门B的时间t。从滑块A被释放到滑块A通过光电门B,合力对滑块A做的功
(4)小组同学根据所得实验数据,通过描点作出了如图丙所示的图像,该图像不过原点的原因可能是
A.气垫导轨未调水平且释放滑块端较高
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【推荐3】如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS测定动摩擦因数”的实验装置示意图。一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长木板的C处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P,当弹簧处于原长时,木块在A点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A点。第一次,将木块向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放,记下木块通过A处时窄片的遮光时间t1测出木块的质量m1;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B点处并由静止释放,木块通过A处记下窄片的遮光时间t2。测出木块和砝码的总质量m2;如此反复多次实验。请回答下列问题:(已知重力加速度大小为g)
(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有_______ 。
A.窄片的宽度d
B.A、B两点间的距离x
C.木块从B点运动到A点的时间t0
D.弹簧的劲度系数k
(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数随木块质量的倒数变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ =__________ ,木块从B点运动到A点的过程,弹簧对木块做的总功WF =_____________ 。(用含a、b、g及还需要测量的物理量字母表示)
(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有
A.窄片的宽度d
B.A、B两点间的距离x
C.木块从B点运动到A点的时间t0
D.弹簧的劲度系数k
(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数随木块质量的倒数变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ =
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