题目列表(包括答案和解析)
| F |
| S |
| △L |
| L |
某同学利用打点计时器、已知质量为m的滑块、可调节高度的斜面、直尺等仪器进行《探究动能定理》的实验(如图11),他首先将打点计时器固定在斜面的上端,并将滑块与纸带相连,让纸带穿过打点计时器,接通低压交流电源(已知频率为f)后释放滑块,打点计时器在纸带上打下一系列记数点。
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回答下列问题:(用已知字母表示)
(1)写出影响滑块动能变化的主要因素
(2)(3分)该实验探究中为了求合外力,应先求出滑块与斜面的动摩擦因数。该同学通过多次调节斜面的高度,得到一条打点间距均匀的纸带(如图12),此时相对应的斜面长为L斜面高为h. 由此可求出滑块与斜面的动摩擦因数为μ= ――――――-
(3)(2分)保持斜面长度不变,升高斜面高度到H(H>h),该同学在实验中得到一条打点清晰的纸带(如图13),用直尺测出S1 S2 S3 ,对A、B两点研究:
此时滑块在A、B两点的速度大小为:VA = ―――――― VB = ――――――――
(4)(3分)如果该同学在记录数据时各物理量的单位分别是:L、H、S1、S2、S3为cm,m为kg,f为Hz,g为m/s2,对AB段进行研究,在实验允许的误差范围内,该同学根据记录的数据直接计算合外力对滑块所做的功为W,滑块动能的改变量为△E k,结果发现两者的差别很大,请分析其原因。写出该同学计算出的数值W与△E k之间正确关系的表达式。
10. (1)某同学为研究实验小车沿斜面向下运动的规律,把打点计时器纸带的―端固定在小车上,小车拖动纸带运动时得到如图所示的纸带。在打出的纸带上每取5点为一个计数点,共取了A,B,C,D,E,F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出)。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a,b,c,d,e段),将这五段纸带由短到长
紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中,将纸条上端中心连起来,如图所示。根据有关信息求出实验小车的加速度大小为 。
(2)某学生利用图示装置验证机械能守恒定律。他在水平桌面上用练习本做成一个斜面,将―个钢球从斜面上某一位置滚下,并采取如下步骤测量钢球到达桌面的速度,
A.让钢球从斜面上某一位置无初速释放,离开桌面后落到地面上,记下落地点的位置P
B.用刻度尺测量在地面上的落点P与桌边沿的水平距离x;
C. ;
D.根据上述测量计算出钢球离开桌面的初速度v。
①请完成步骤C的内容,并用测量的物理量写出初速度v的计算表达式 .
②为了验证钢球的机械能是否守恒,还需测量的物理量是 。
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(2)下面是一位教师的《探究外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系实验》的教案,认真阅读下列材料,并回答问题:
【探究实验】外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系
(一)提供的实验器材有:电火花式打点计时器、纸带、重锤、刻度尺。
(二)请同学们根据已有的知识,结合提供的实验器材,在小组讨论的基础上,写出你们的实验方案。讨论时请围绕下列问题进行:
①如何设计实验方案。(实验结束后叫学生上台演示其实验操作过程)
【师生探讨】将打点计时器侧放于桌面上,使限位孔伸出桌面外,将夹有重锤的纸带从下向上穿过限位孔,用一手压住打点计时器,另一手提住纸带的上端,使纸带竖直,重锤紧靠在下边的限位孔处,先开启电源使打点计时器工作,然后放手使纸带在重锤的带动下自由下落,结果打点计时器在纸带上打下一系列点,利用打了点的纸带来计算重力所做的功WG与动能变化量ΔEk的定量关系。
②如何计算重力所做的功WG和动能的变化量ΔEk。
【师生探讨】在纸带上取两个合适的点(如下图中纸带上的B点和E点),用刻度尺测出这两点间的距离sBE,根据功的定义可知:WG=mgsBE,采用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时,重锤的速度vb和vE,再根据动能的计算式Ek=12mv2计算打B、E两点时的动能及其动能的差值ΔEk。
③需要测量和记录哪些实验数据:(实验后由学生用图示方式板书出来)
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④如何设计记录数据的表格:(学生板书并填入实验记录的数据)
sBE | sAC | sDF | tAC | tDF |
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(三)操作实验,测量和记录实验数据。
(四)数据处理表格:(学生板书并填入数据处理结果)
vb= | vE= | EkB= | EkE= | ΔEk=EkE-EkB | WG=mgsBE |
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(五)处理实验数据,比较得出实验结论:
【生】通过数据处理可知:重力所做的功WG与物体动能的改变量ΔEk在误差允许的范围内是相等的。
请你在“(四)数据处理表格:”中,补写出vb和vE的表达式。
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