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题目
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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实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系.

魔方格

(1)某同学的实验设计方案如图1所示,该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,为此,实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)还需要满足的条件是:______.
(2)图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F,是该同学确定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,间距如图.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______.
答案
(1)小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;
其次:设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:对小车有:F=Ma;对钩码有:mg-F=ma,即:mg=(M+m)a;
如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=(M+m)a,必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量,这样两者才能近似相等.
(2)C是BD的中间时刻,所以C点的速度就等于BD过程中的平均速度:即:vc=
x2+△x3
2T

验证合外力的功与动能变化间的关系只需验证:mgx=
1
2
Mv2
,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钩码的重力和小车的总质量.
故答案为:(1)钩码的重力远小于小车的总重力
(2)
x2+△x3
2T
;钩码的质量和小车的总质量
核心考点
试题【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实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系.(1)某同学的实验设】;主要考察你对等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图(a)所示的装置可以验证变力做功情况下的动能定理:在一辆小车上安装两挡光片a、b和位移传感器的发射端,光电门传感器、位移传感器的接收端、力传感器安装在水平放置的固定光滑轨道上,将两块磁铁分别安装于力传感器的受力端和小车上对应的位置,且同性磁极相对.
让小车向力传感器方向运动,当挡光片a经过光电门传感器时,计算机记录下此时小车的速度v0,同时触发力传感器以及位移传感器工作,当挡光片b经过光电门时,计算机再次记录下此时小车的速度vt,同时力传感器和位移传感器停止工作,便可得到这一过程的小车所受的磁力和位移的F-s图象,如图(b)所示.
(1)若小车的质量为m,请写出计算小车动能的增量△Ek的表达式:______.(用已知量和测量量表示)
(2)小车在这一过程做加速度______、速度______的运动.(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(3)计算机通过F-s图线可以算出磁力在这一过程中所做的功.请根据学过的知识写出根据F-s图线估算磁力在这一过程所做功大小的方法:______.

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题型:卢湾区二模难度:| 查看答案
(1)①某同学用下图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小实验误差,除了要求钩码的质量远小于小车的质量外,在实验中应该采取的必要措施是______.

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②打点计时器使用50Hz的交流电.下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置.

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表:纸带的测量结果
题型:丰台区一模难度:| 查看答案
测量点S(cm)v(m/s)
O0.000.35
A 1.510.40
B 3.200.45
C
E 9.410.60
(1)某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”.图(甲)所示,他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳,测出拉力F;用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v.已知小车质量为200g.
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①某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图(乙)所示,速度v随位移s变化规律如图(丙)所示,数据如表格.利用所得的F-s图象,求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=______J,此过程动能的变化△EK=______J(保留2位有效数字).
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s/mF/Nv/m′s-1
0.301.000.00
0.310.990.31
0.320.950.44
0.350.890.67
0.400.810.93
0.450.701.10
0.520.601.30
如图甲是验证动能定理的装置,除图示器材外,还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸,天平和细沙.
①你认为还需要的实验器材有______.
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是______.
③图乙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.则本实验最终要验证的数学表达式为______.(用题中的字母表示)
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一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图(a)所示,用米尺测量斜面的高度与长度之比为
1
4
,小车质量为400g,图(b)是打出纸带的一段,相邻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频率为50Hz,由图可知,打点计时器打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=______m/s,打纸带上E点时小车的瞬时速度vE=______m/s,打点计时器打纸带上B点和打纸带上E点过程中小车克服阻力所做的功为______J.(g取10m/s2,保留两位有效数字)
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