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题型:实验题 难度:0.65 引用次数:169 题号:6316862
2018314日现代伟大的物理学家霍金与世长辞,但是科学家追求真理的精神不会停止,在探究恒力做功和物体动能变化间的关系的过程中,某同学设计了如下实验,步骤如下:

按图甲摆好实验装置,其中小车质量 M,钩码总质量 m.
释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f),打出一条纸带.
(1)实验得到如图2纸带,验证动能定理的表达式是:________________________.(用实验中相应的符号表示,重力加速度为g)
(2)此次实验探究的结果,他没能得到合力对物体做的功等于物体动能的增量,且误差很大.该同学且没放弃,通过反复思考,他认为产生误差的可能原因如下,其中正确的是(       )
A.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离是产生此误差的主要原因
B.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
D.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小

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【推荐1】某学习小组设计了一个实验方案——“用一把刻度尺测量质量为m的小物块Q与平板P之间的动摩擦因数”,实验装置如图.AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度为g.实验步骤如下:

①用刻度尺测量BC长度为L和CC′高度为h;
②先不放置平板P(如图乙),使圆弧AB的末端B位于C′的正上方,将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落点D;
③重复步骤②,共做10次;
④用半径尽量小的圆将10个落点围住,用刻度尺测量圆心到C′的距离x1
⑤放置平板P(如图甲),将物块Q由同一位置A由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D′;
⑥重复步骤⑤,共做10次;
⑦用半径尽量小的圆将10个落点围住,用刻度尺测量圆心到C′的距离x2
(1)实验步骤③④的目的是_________________________________________
(2)用实验中的测量量表示物块Q滑到B点时的速度vB=_________________
(3)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=_____
(4)回答下列问题:
(i)实验步骤⑤⑥的目的是_____
(ii)已知实验测得的μ值比实际值偏大,其原因除了实验中测量量的误差之外,其它的可能是_____(写出一个可能的原因即可)
2019-04-03更新 | 275次组卷
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【推荐2】某同学用图甲所示装置探究“恒力做功与动能变化的关系”。实验中砂和砂桶的总质量为m=10g,小车和砝码的总质量为M=200g。

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行平衡摩擦力的操作,下列操作正确的是______(填字母序号)。
A.将长木板水平放置,调节砂和砂桶的总质量为m的大小,轻推小车,让小车做匀速运动
B.将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去砂和砂桶,轻推小车,让小车做匀速运动
(2)在实验中,当m______(填“”“=”或“”)M时,可以认为细线拉力等于砂和砂桶的重力。
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,OABCDEFG为8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50Hz。首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE段的测量情况如图丙所示,由图可知CE段的长度为______cm,打点计时器打D点时小车的动能为______J(保留三位小数)。用此方法可以求出打下其余各计数点时小车的动能。从CE恒力对小车做的功为______J(g,该结果要求保留3位有效数字),把此值与CE动能变化量进行比较即可得到实验结论。

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【推荐3】某同学设计了如下实验装置,用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数.

如图甲所示,水平桌面上有一滑槽,其末端与桌面相切.让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下,滑到桌面上后再滑行一段距离L,随后离开桌面做平抛运动,落在水面地面上的P点,记下平抛的水平位移x.平移滑槽的位置后固定,多次改变距离L,每次让滑块从滑槽上同一最高点释放,得到不同的水平位移x.作出x2-L图象,即可根据图象信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数μ.
(1) 除了L和x外,本实验还需要测量或告知的物理量是__________
A.滑槽最高点与桌面的高度差h                                        
B.桌面与地面的高度差H
C.小滑块的质量m                                                                 
D.当地的重力加速度g
(2) 若x2-L图象的斜率绝对值为k,纵轴上的截距为b,如图乙所示,则滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式为____________.(用本题中提供的物理量符号表示)
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