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:228 题号:6345729
某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行.打点计时器的工作频率为50Hz.

(1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其目的是______
A.防止小车不能被橡皮筋拉动
B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
C.防止纸带上打点不清晰
(2)在正确操作的情况下,某纸带上打点计时器打下的点迹如图乙所示.则橡皮筋对小车做完功后,小车获得的速度是____(计算结果保留三位有效数字).


(3)若已知图乙纸带上打下左侧第一个点时小车的速度为v1,打下第三个点时小车的速度为v3,判断打下第二个点时小车的速度v2_____(v1v3)/2(填“等于”、“大于”或“小于”)

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【推荐1】在做“探究功和物体速度变化的关系”实验时,某同学认为教材上提供的方案:增加橡皮筋的根数,实际上是通过增加力的倍数,从而增加功的倍数。该同学设想,由功的计算式W=FLcosα可知,保持力不变,增加力作用的距离也可以增加功的倍数,据此,他设计了如下实验方案:

①取一平整的长木板倾斜固定在水平桌面上,将一光电门(与电脑连接)固定于长木板下端的a点。
②在长木板上标出到光电门间距分别为x=L、2L、3L、4L、5L…的位置点bcdef、…。
③将带有很窄挡光片的小车分别从bcdef、点由静止释放(释放时挡光片正好位于bcdef、…点),利用光电门测定小车通过a点的速度v=v1v2v3v4v5…。
④通过作xv的关系图象,寻找xv的关系,进而得出功和物体速度变化的关系。
(1)本方案中,摩擦力的存在对实验结果_____________影响;(填“有”或“无”)
(2)该同学根据上述方案完成实验,实验数据记录如下表。利用数据在坐标纸中画出xv的关系图象如下图所示,则图象的横坐标表示__________。(填“v”或“v2”或“”…..)。
x/cm15.0030.0045.0060.0075.00
v/m·s-10.640.891.101.271.42

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【推荐2】某实验小组在实验室中利用图甲所示实验装置来探究合力做功与物体动能变化的关系。实验步骤如下:
①将木板固定在水平桌面上,一端装上定滑轮,木板上放置一质量M=200g的滑块,左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连;
②将左端适当垫高,给滑块一个初速度,滑块恰好能做匀速直线运动;
③滑块右端通过跨过定滑轮的细线与质量m=l0g的砝码连接,实验中用砝码的重力代替小车受到的拉力。接通电源,释放砝码,滑块开始运动,打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示,0、1……5、6为计数点,每相邻两计数点间还有四个点未画出。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,当地的重力加速度g=9.8m/s2,所有运算结果均保留两位有效数字。
(1)滑块打点1时的动能为______J,打点5时的动能为______ J;
(2)在从点1运动到点5过程中拉力所做的功W=______J;
(3)通过计算,发现拉力所做的功______ (填“大于”、“小于”或者“等于”)滑块动能的增加,原因是______
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【推荐3】某实验小组利用如图所示的装置验证动能定理。先将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线使小车通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的AB两点各安装一个光电门,记录小车通过AB时的遮光时间,小车中可以放置砝码。实验主要步骤如下:(计算结果均用题中所给物理量符号表示)

(1)将木板略微倾斜以补偿阻力,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车(包含小车、小车中砝码和挡光片)的质量为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过AB处光电门时的遮光时间分别为AB之间的距离为L,当地重力加速度为g   
(2)若只验证小车的动能定理,则实验时,______(填“需要”或“不需要”)满足,合外力对小车做的功为______,需要验证关于小车的动能定理表达式为__________
(3)若使用该装置来验验小车和砝码所组成系统的动能定理,则实验时______(填“需要”或“不需要”)满足,需要验证的系统的动能定理表达式为_________
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