为什么探究动能定理练习题实验总以匀速运动结束

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步步高2015届高考物理一轮复习配套课件:第五章 实验五 探究动能定理(
2014高考)
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& 2013届高考一轮物理复习课件(人教版):第五章第5节 实验 探究动能定理
2013届高考一轮物理复习课件(人教版):第五章第5节 实验 探究动能定理
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资料概述与简介
第五章  机械能及其守恒定律
第5节 实验 探究动能定理 【答案】 D
一、实验目的
1.探究外力对物体做功与物体速度的关系.
2.通过实验数据分析,总结出做功与物体速度平方的正比关系.
二、实验原理
1.不是直接测量对小车做功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W……
2.由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据.
3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系.
三、实验器材
小车(前面带小钩)、100 g-200 g砝码、长木板,两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5~6条等长的橡皮筋、刻度尺.
四、实验步骤
1.按如图所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力.
2.先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据记入表格.
3.用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.
4.用3条、4条……橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格.
五、数据处理
测量小车的速度:实验获得如图所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系,需要测量弹力做功结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度.在纸带上测量A1、A2间的距离x,则小车速度的表达式为v=(T为打点计时器打点的时间间隔).
2.实验数据记录
橡皮筋条数 位移x/m 时间t/s 速度v/(m·s-1) 速度平方v2(m2·s-2)
3.实验数据处理及分析,在坐标纸上(如图)画出W-v和W-v2图线(“W”以一根像皮筋做的功为单位).
4.实验结论:从图像可知功与物体速度变化的关系为Wv2.
六、注意事项
1.平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动,找到木板一个合适的倾角.
2.测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动状态的.
3.橡皮筋应选规格一样的,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.
4.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.
七、误差分析
1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.
2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大.
3.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差.
一、实验原理及误差分析
1.本实验中,对小车做的功应为合力功,当某些力的功不易确定时,应把这些功产生的效果抵消掉.如本实验采用的方法是将木板倾斜,让重力功抵消摩擦力的功,从而使橡皮筋对小车做的功充当合力功.
2.小车的速度是橡皮条做功结束时的速度,小车先加速后匀速,从纸带上求出匀速运动的速度做为小车的速度.
例1 (2009·安徽高考)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系的实验装置如图所示,实验主要过程如下:
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……
(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3……
(3)作出W-v草图;
(4)分析W-v图像.如果W-v图像是一条直线,表明Wv;如果不是直线,可考虑是否存在Wv2、Wv3、W等关系.
以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是______.
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法:可以使木板适当倾斜.
C.某同学在一次实验中得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.
【解析】 放开小车之后,小车在橡皮筋的作用下开始加速运动,等到橡皮筋与小车分离之后,小车做匀速直线运动.本实验中测的速度是小车匀速运动的速度,而不是整个过程的平均速度,因此研究纸带上打下的点一定是那些均匀分布的点.
跟踪训练1 (2010·辽宁省部分重点中学协作体高考模拟)某同学做探究动能定理的实验,如图所示,图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功为W.当用2条、3条……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中已有的器材外,还需要导线、开关、________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”).
(2)实验中小车会受到阻力,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,需要在________(填“左”或“右”)侧垫高木板.
(3)若粗糙的木板水平,小车在橡皮筋的作用下,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是(  )
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉连线处
D.小车已过两个铁钉连线处
(4)某次所打纸带如图所示,在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答).
(1)若木板水平,小车在水平方向受摩擦力和橡皮筋的弹力,合力为零时,速度最大.
(2)本实验用的速度是最大速度,而不是平均速度.
【答案】 (1)刻度尺 交流 (2)左 (3)B (4)G~J
二、数据处理
例2 某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”,图中小车内可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码未到达地面,打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验的部分步骤如下:
在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
将小车停在打点计时器附近,________,______,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,______;
改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复的操作.
(2)图所示是钩码质量为0.03 kg、砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,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x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在下表中的相应位置.
测量点 x/cm v/(m·s-1)
O 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,________做正功,________做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了如图所示的图线(其中Δv2=v2-v),根据图线可获得的结论是________________________.要验证“动能定理”,还需测量的物理量是摩擦力和________.
【解析】 (1)为了使打第1点时速度为零,应先接通打点计时器电源,再释放小车.小车停在打点计时器附近的目的是充分利用纸带,在纸带上打出尽可能多的点.在小车停止运动后,应及时关闭打点计时器电源,使打点计时器停止工作.
(2)对于C点到O点的距离x,可由纸带分析得出为6.08 cm-1.00 cm=5.08 cm.C点对应小车的瞬时速度可用B、D两点间的平均速度来求,即vC==≈49 cm/s=0.49 m/s.
(3)对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码的重力对系统做正功,系统所受的摩擦阻力对其做负功.
(4)根据Δv2-x图像为过坐标原点的一条直线可得出Δv2x的结论.要验证动能定理需明确合外力所做的功和物体(小车和砝码)动能的变化.合外力做功应为W合=mgx-Ffx(其中Ff为小车受的摩擦力,x为小车的位移);而求物体(小车和砝码)动能的变化时,还需测出小车的质量.
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&&2014届高考物理一轮复习自主提升课件:5-5实验:探究动能定理
2014届高考物理一轮复习自主提升课件:5-5实验:探究动能定理
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2014届高考物理一轮复习自主提升课件:5-5实验:探究动能定理
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 W 小车速度v( m/s) v2(m2/s2) 实验讲解 探究应用 课后练习 新课标版 · 物理
橡皮筋 条数 位移 x/m 时间 t/s 速度 v/(m·s-1) 速度平方 v2(m2·s-2) 测量点 x/cm v/(m·s-1) O 0.00 0.35 A 1.51 0.40 B 3.20 0.45 C D 7.15 0.54 E 9.41 0.60 实验讲解 探究应用 课后练习 新课标版 · 物理
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实验 探究动能定理
一、实验目的
1.探究外力对物体做功与物体速度的关系.
2.通过实验数据分析,总结出做功与物体速度平方的正比关系.
二、实验原理
1.不是直接测量对小车做功,而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W…
2.由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据.
3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系.
三、实验器材
小车(前面带小钩)、100 g~200 g砝码、长木板,两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5~6条等长的橡皮筋、刻度尺.
四、实验步骤
1.按如图所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力.
2.先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,将这一组数据记入表格.
3.用2条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格.
4.用3条、4条……橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格.
五、数据处理
测量小车的速度:实验获得如图所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系,需要测量弹力做功结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度.在纸带上测量A1、A2间的距离x,则小车速度的表达式为v=(T为打点计时器打点的时间间隔).
2.实验数据记录
3.实验数据处理及分析,在坐标纸上(如图)画出W-v和W-v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位).
4.实验结论:从图像可知功与物体速度变化的关系为Wv2.
六、注意事项
1.平衡摩擦力很关键,将木板一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动,找到木板一个合适的倾角.
2.测小车速度时,纸带上的点应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动状态的.
3.橡皮筋应选规格一样的,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.
4.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.
七、误差分析
1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.
2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大.
3.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差.
一、实验原理及误差分析
1.本实验中,对小车做的功应为合力功,当某些力的功不易确定时,应把这些功产生的效果抵消掉.如本实验采用的方法是将木板倾斜,让重力功抵消摩擦力的功,从而使橡皮筋对小车做的功充当合力功.
2.小车的速度是橡皮条做功结束时的速度,小车先加速后匀速,从纸带上求出匀速运动的速度做为小车的速度.
例1 (2012·宁夏银川一中二模)某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,实验开始前,他们提出了以下几种猜想:W∝,W∝v,W∝v2.实验装置如图甲所示,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是_________________;
(2)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了计算出小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量;
(3)同学们设计了以下表格来记录数据.其中W1、W2、W3、W4…表示橡皮筋对小车做的功,v1、v2、v3、v4…表示小车每次获得的速度.
实验次数 1 2 3 4 …
W W1 W2 W3 W4 …
v v1 v2 v3 v4 …
他们根据实验数据绘制了如图乙所示的W-v图像,由图像形状得出结论Wv2.他们的做法是否合适?请说明理由:_________________________________________________.
【答案】 (1)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
(2)点距均匀
(3)不合适.曲线不能直接确定W、v2的函数关系,应进一步绘制W-v2图线.
跟踪训练 某同学做探究动能定理的实验,如图所示,图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功为W.当用2条、3条……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中已有的器材外,还需要导线、开关、________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”).
(2)实验中小车会受到阻力,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,需要在________(填“左”或“右”)侧垫高木板.
(3)若粗糙的木板水平,小车在橡皮筋的作用下,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是(  )
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉连线处
D.小车已过两个铁钉连线处
(4)某次所打纸带如图所示,在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答).
(1)若木板水平,小车在水平方向受摩擦力和橡皮筋的弹力,合力为零时,速度最大.
(2)本实验用的速度是最大速度,而不是平均速度.
【答案】 (1)刻度尺 交流 (2)左 (3)B (4)G~J
二、数据处理
例2 某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”,图中小车内可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码未到达地面,打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验的部分步骤如下:
在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
将小车停在打点计时器附近,________,______,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,______;
改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复的操作.
(2)下图所示是钩码质量为0.03 kg、砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,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x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在下表中的相应位置.
(3)在小车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,________做正功,________做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了如图所示的图线(其中Δv2=v2-v),根据图线可获得的结论是_____________.要验证“动能定理”,还需测量的物理量是摩擦力和________.
【解析】 (1)为了使打第1点时速度为零,应先接通打点计时器电源,再释放小车.小车停在打点计时器附近的目的是充分利用纸带,在纸带上打出尽可能多的点.在小车停止运动后,应及时关闭打点计时器电源,使打点计时器停止工作.
(2)对于C点到O点的距离x,可由纸带分析得出为6.08 cm-1.00 cm=5.08 cm.C点对应小车的瞬时速度可用B、D两点间的平均速度来求,即vC==≈49 cm/s=0.49 m/s.
(3)对于钩码、砝码和小车组成的系统,钩码的重力对系统做正功,系统所受的摩擦阻力对其做负功.
(4)根据Δv2-x图像为过坐标原点的一条直线可得出Δv2x的结论.要验证动能定理需明确合外力所做的功和物体(小车和砝码)动能的变化.合外力做功应为W合=mgx-Ffx(其中Ff为小车受的摩擦力,x为小车的位移);而求物体(小车和砝码)动能的变化时,还需测出小车的质量.
1.关于“探究动能定理”的实验中,下列叙述正确的是(  )
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
2.如图所示,在“探究动能定理”实验中小车在运动过程中打点计时器在纸带上打出一系列的点,打点的时间间隔为0.02 s,小车的运动情况在A、B之间可描述为______运动,在C、D之间可描述为________运动.小车离开橡皮筋后的速度为________ m/s.
答案 变加速;匀速;0.36
3.在用图所示装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是(  )
A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
4.某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中,设计了如图甲所示的实验.将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方,然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图乙所示,O点为计时器打下的第1个点.该同学对数据进行了下列处理:取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12 m/s,vB=0.17 m/s,vC=0.21 m/s.
根据以上数据你能否大致判断Wv2?
设由O到A的过程中,重力对重物所做的功为W0,那么由O到B的过程中,重力对重物所做的功为2W0,由O到C的过程中,重力对重物所做的功为3W0.
由计算可知,v=1.44×10-2 m2/ s2,v=2.89×10-2 m2/ s2,v=4.41×10-2 m2/s2,≈2,≈3,即v≈2v,v≈3v.
由以上数据可以判定Wv2是正确的,也可以根据W-v2的曲线来判断.(如图所示)
5.为了“探究功与物体速度变化的关系”现提供如图甲所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿长木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?
____________________________________________.
(2)为了计算因橡皮筋做功而使小车获得的速度,在实验中某同学得到了如图乙所示的一条纸带,在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用哪个点的速度才符合要求______.
A.B点       B.C点
答案 (1)将木板左端垫高,让重力的分力平衡摩擦力 (2)B
6.(2011·北京海淀一模)“探究动能定理”的实验装置如图甲所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0,当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.
(1)关于该实验,下列说法正确的是(  )
A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4 V~6 V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-v、W-v、W2-vm、W3-vm…的图像,得出合力做功与物体速度变化的关系.
(2)如图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65 cm,OB=7.12 cm,OC=8.78 cm,OD=10.40 cm,OE=11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s,则小车获得的最大速度vm=________ m/s.
(1)打点计时器必须用交流电,选项A错误;实验中使用的橡皮筋必须完全相同,选项B错误.
(2)由题图可知,AB=0.47 cm;BC=1.66 cm;CD=1.62 cm;DE=1.51 cm,故BC段的平均速度最大.
vm=BC==0.83 m/s.
答案 (1)CD (2)0.83
7.(201·福建四地六校联考)测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题,为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起.调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动.
请回答下列问题:
(1)滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是________;
(2)滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小______钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于).
(1)纸带上的不同点痕记录了滑块在不同时刻的位置和不同时间内的位移,当滑块做匀速直线运动时,点痕的分布应该是等间距或均匀的.
(2)悬挂钩码,滑块匀速下滑时,根据滑块的平衡条件有mgsinθ-Ff-G码=0,所以G码=mgsinθ-Ff;当保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,滑块受到的合外力F合=mgsinθ-Ff.显然,F合=G码.
答案 (1)等间距(或均匀) (2)等于
8.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如图所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50 Hz):
(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?
__________________________________________________
(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.
(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如图所示是其中四次实验打出的部分纸带.
(4)试根据第(2)、(3)项中的信息,填写下表.
从表中数据可得出结论:_______________________
该题综合考查了本实验的注意事项,数据处理及结论,对考生的能力要求较高.
(1)将木板固定,把打点计时器的一端垫起适当的高度,使小车缓慢匀速下滑.
(4)由匀速运动的速度公式v=,其中s从图上读出分别为2.00 cm、2.83 cm、3.46 cm、4.00 cm.t=T==0.02 s,即可求出小车的速度.
次数 1 2 3 4
橡皮筋对小车做功
小车速度v( m/s) 1.0 1.415 1.73 2.0
v2(m2/s2) 1.0 2.0 3.0 4.0
橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比.
9.(2012·衡水)某兴趣小组为了探究自行车的初速度与其克服阻力做功的关系.设计实验的主要步骤是:在学校操场的跑道上画一道起点线;骑上自行车用较快速度驶过起点线,并同时从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥(其在运动过程中空气阻力不计);车驶过起点线就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;待车停下时,记录自行车停下的位置;用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离x、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h.若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定,设当地的重力加速度为g,那么:
(1)自行车经过起点线时的速度v=________.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做的功W=________.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(3)多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤~,则每次只需测量上述物理量中的________和________,就能通过数据分析达到实验目的.
(1)根据平抛运动的规律,可知x=vt
由联立解得v=x
(2)由于只有阻力做功,所以W=fL
(3)由于自行车受到的阻力不变,橡皮泥下落的高度也不变,由v=x及W=fL可以看出每次只要测量出不同初速度下的橡皮泥水平方向通过的位移x和自行车通过的位移L即可.
答案 (1)x (2)fL (3) x L

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