当前位置:魔方格物理实验:探究功..>某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,他..
题文
某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.
(1)实验主要步骤如下:
①测量小车和拉力传感器的总质量M1,把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连,正确连接所需电路
②将小车停在C点,然后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录______
A.细线拉力及小车通过A、B时的速度
B.钩码的质量和小车的质量
C、钩码的质量及小车通过A、B时的速度
D、小车的质量和细线的长度
③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作.
(2)表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,|v22-v21|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功.表格中△E3=______,W3=______.(结果保留三位有效数字)
表1 数据记录表
次数 M/kg |v22-v21|/(m/s)2 △E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
(3)根据表1提供的数据,请在方格纸上作出△E-W图线.
魔方格
题型:问答题难度:中档来源:不详
答案
(1)通过力传感器测出拉细线的力,以便求出合力做功.故A选项正确;
即使知道钩码的质量,也不能算出拉细线的力.原因是钩码处于加速运动,细线的拉力不等于钩码的重力.故C选项不正确;
BD两选项均没有测出两点速度,所以得出动能的变化.因此BD选项均不正确;
故选A
(2)由各组数据可见规律△E=
1
2
M(
V22
-
V21
)

可得△E3=0.600 J观察F-W数据规律可得数值上W3=
F
2
=0.610 J
(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示
魔方格




答案:(1)②选A   (2)0.600 J 0.610 J (3)见上图
据魔方格专家权威分析,试题“某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,他..”主要考查你对  实验:探究功与速度变化的关系  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
现在没空?点击收藏,以后再看。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问魔方格学习社区
实验:探究功与速度变化的关系
考点名称:实验:探究功与速度变化的关系
  • 探究功与速度变化的关系:

    实验目的:
    1、通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。
    2、体会探究的过程和所用的方法。
    ①实验思想方法:倍增法。虽为变力做功,但橡皮条做的功,随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上,库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然,恒力做功时,倍增法同样适用。
    ②数据处理方法:图像法。作出功-速度(W-v)曲线,分析这条曲线,得出功与速度变化的定量关系。
    ③本实验中,还用到纸带的分析、速度的测量、力的平衡等相关的知识与技能。
    3、激发学生的学习兴趣,体会学习的快乐;并通过亲身实践,树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。
    实验原理:
    1、分析与猜测
    ①通过研究重力做的功,我们确立了重力势能的表达式,通过分析弹力做的功,我们探究了弹性势能的表达式,那么,要研究动能的变化,也要从力做功开始。
    ②物体在力的作用下通过一段位移时,力会对物体做功,物体的速度也会发生变化,所以二者之间存在联系。
    2、探究的思路
    ①要探究功与物体速度变化的关系,就要改变力对物体做的功,测出力对物体做不同功时物体的速度。
    ②为简化实验,可将物体初速度设置为零,利用如图所示的装置进行实验,通过橡皮筋来对小车做功W,通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v,然后分析功W与速度v的关系。

    实验器材:
    木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等。
    实验步骤:
    1、按装置图安装好实验器材;
    2、平衡摩擦力:将木板固定,打点计时器的一端稍微垫高,使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动;
    3、先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1,设此时橡皮筋对小车做功为W1,将数据记入表格,用标尺记录小车的初始位置;
    4、改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验,让小车开始位置相同,每次橡皮筋拉开的长度相同,记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4……;
    5、分析数据,研究W与v的关系。
    数据处理:
    用图象法处理实验数据。
    我们可根据实验测得的数据,分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线,功与速度之间就是哪一种正比关系。
    用图象法处理数据,要比计算法更简捷更直观。
    实验结论:
    无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的平方成正比的结论,即W∝v2
    注意事项:
    1、平衡摩擦力:实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系,应设法排除摩擦力的影响。可采用将木板一端垫高的方法来实现。将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就消除了摩擦力的影响。
    2、每次实验所用的橡皮筋都相同并且橡皮筋拉伸的长度都保持一致。
    3、打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。(小车速度也可借助光电
    门来测量)

以上内容为魔方格学习社区(www.mofangge.com)原创内容,未经允许不得转载!