考点59 实验五:探究动能定理(A)
1.某实验小组用如图所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题:
(1)纸带穿过打点计时器,调整长木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是___________;
(2)纸带穿过打点计时器,小车置于靠近打点计时器的位置,通过绕过定滑轮的细线与钩码相连:启动打点计时器,释放小车,小车在牵引力的作用下运动,得到的一条较为理想的纸带,其中O点为打点计时器打的第一点,A、B、C为连续的三个计数点,相邻两点的时间间隔,如图乙所示。
①以小车为研究对象,若用钩码的重力表示细线对小车的拉力,钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是___________。
②此次实验中,钩码的质量,小车的质量,根据纸带上提供的数据可知,从O到B的过程中,合力对小车做的功为___________J;小车动能的变化量为(重力加速度,结果保留3位有效数字)。
(3)该小组同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的关系图象,由于实验前遗漏了如上(1)的步骤,他得到的实验图线(实线)应该是___________。(填字母序号)
A. B.
C. D.
2.如图所示是某同学验证动能定理的实验装置。已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下:
a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门A和B,砂桶通过滑轮与小车相连;
b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m;
c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始做加速运动;
d.测得挡光片通过光电门A的时间为,通过光电门B的时间为,挡光片的宽度为d,小车质量为M,两个光电门A和B之间的距离为L。
e.依据以上数据探究动能定理。
(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是____。
A.实验时,先接通光电门,后剪断细绳
B.实验时,小车加速运动的合外力为Mg
C.实验过程不需要测出斜面的倾角
D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M
(2)如果关系式________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理。(用M、m、g、L、d、、表达)
3.小明和同学在实验室用如图甲所示的装置做“验证动能定理”的实验。
(1)实验中,适当倾斜木板的目的是___________。
(2)小明用托盘天平分别称出小车的质量为、托盘及所挂钩码的总质量为,并打出一条清晰的纸带(如图乙),纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,重力加速度大小取,他以小车为研究对象,分析纸带上B点到E点的数据,做了如下计算:
①小车所受合外力做的功为___________J(保留2位有效数字);
②小车在B点、E点时的速度大小分别为___________m/s,___________m/s;(均保留2位有效数字)
③小车动能的变化量为___________J(保留2位有效数字),实验发现与相差较大,其主要原因是___________。
4.如图甲所示,某学习小组利用如图所示装置来研究“合外力做功与动能变化的关系”,测得小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,并保证m远小于M,安装好实验装置并正确平衡摩擦力,实验中始终保持细绳与木板平行,打点计时器打点周期为T,当地的重力加速度为g。
(1)在平衡摩擦力过程中,取下细绳及砂桶,通过改变长木板的倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做______运动。
(2)若确保该学习小组实验操作正确,并挑选出如图所示的纸带,则由此可求得纸带上由A点到D点所对应的过程中,合外力对小车所做的功______;在此过程中小车动能改变量为______;若在误差范围内满足______,则动能定理得证。(均使用题中所给和图中标注的物理量符号表示)
5.某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时除了要满足沙和沙桶的总质量m远远小于滑块的质量M之外,还需要做的是_____________.
②在①的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小与().则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为_____________________(用题中的字母表示).
③由于实验原理上的原因,上述数学表达式只能是近似成立,那么,此试验中真正成立的等式为________________________(仍用上述题中的字母表示).
6.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
(1)下列说法哪一项是正确的( )
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)。
7.为了探究动能定理,某兴趣小组组装了如图所示的装置,并进行了如下操作。
a.在砂桶里装上一定质量的细砂,缓缓地调节长木板的倾角,轻推滑块,使滑块沿长木板匀速下滑。之后,保持长木板的倾角不变,重力加速度g已知。
b.去掉细线和砂桶,接通电源,将滑块由光电门1上方释放,记录滑块经过两光电门时的挡光时间、;
c.测出砂和砂桶的总质量、滑块和遮光条的总质量;
d.改变砂桶中细砂的质量,重复a、b、c。
(1)去掉细线和砂桶后,滑块的合力应为________(用以上的物理量表示)。
(2)为了写出探究动能定理的关系式,除了上述物理量外,请分析还需要测量的物理量有_______。
A.长木板的倾角θ B.遮光条的宽度d
C.两光电门之间的距离L D.光电门2到长木板顶端之间的距离s
(3)由以上的分析可知,动能定理的关系式应为_________(用题干中及(2)所选的物理量表示)。
8.某同学利用图示装置,验证以下两个规律:
①两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳方向分速度大小相等;
②系统机械能守恒。
P、Q、R是三个完全相同的物块,P、Q用细绳连接,放在水平气垫导轨上,物块R与轻质滑轮连接,放在细绳正中间,三个光电门分别放置于a、b、c处,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光,最初细线水平,现将三个物块由静止释放,(忽略R上的挡光片到轻质滑轮间的距离)
(1)为了能完成实验目的,除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间、、外,还必需测量的物理量有______。
A.P、Q、R的质量 B.两个定滑轮间的距离d
C.R的遮光片到c的距离H D.遮光片的宽度x
(2)要证明沿绳方向分速度大小相等,即P、Q的速度大小相等,验证表达式为;
(3)若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等,则验证表达式为;
(4)若已知当地重力加速度为g,则验证系统机械能守恒的表达式为.
答案以及解析
1.答案:(1)平衡摩擦力(2)①②0.130(3)B
解析:(1)纸带穿过打点计时器,调整长木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是平衡摩擦力。
(2)①在平衡摩擦力的情况下,由牛顿第二定律可得,对小车
对钩码
联立解得
当时,,才能用钩码的重力表示细线对小车的拉力。
②此次实验中,钩码的质量,小车的质量,根据纸带上提供的数据可知,从O到B的过程中,合力对小车做的功为
(3)由于实验前遗漏了平衡摩擦力,则
令,则
即
即
由于,则
则图象中图线的斜率小于理论曲线()的斜率,故选B。
2.答案:(1)AC(2)
解析:(1)A.按照操作规程,应先接通光电门后释放滑块,否则可能滑块已经通过光电门,光电门还没有工作,测不出滑块通过光电门A的时间。故A正确;
B.平衡时,除了绳子拉力以外的力的合力与绳子的拉力等值反向,实验时,剪短细绳,则小车加速运动的合外力为,故B错误;
C.实验过程中,倾斜木板的目的是平衡摩擦力,不需要测出斜面的倾角。故C正确;
D.实验时,剪短细线,砂和砂桶不随小车运动,无需考虑砂和砂桶的总质量m是否远小于小车质量M。故D错误。
故选AC。
(2)小车从A到B的过程中,合力做功为
系统动能的增量为
在误差允许范围内成立,如果二者相等,就验证了动能定理,即
3.答案:(1)平衡摩擦力
(2)①0.94;②0.44;1.7③0.54;小车与木板间的摩擦力没平衡掉
解析:(1)实验中,适当倾斜木板的目的是平衡小车和木板间的摩擦力;
(2)①小车所受合外力做的功为
②纸带上相邻两个计数点间的时间间隔,则小车在B点、E点时的速度大小分别为
③小车动能的变化量为
实验发现与相差较大,其主要原因是可能是小车与木板间的摩擦力没平衡掉。
4.答案:(1)匀速直线(2);;
解析:(1)改变长木板的倾斜程度,用重力沿木板方向的分力来平衡小车受到的摩擦力,当两个力相等时,小车做匀速直线运动。
(2)平衡摩擦力后,小车受到细绳的拉力即是其受到的合外力,当m远小于M时,小车以及砂和砂桶的加速度远小于重力加速度g,此时砂和砂桶的总重力mg可以近似等于细绳的拉力,即小车受到的合外力为mg。由A点到D点,小车的位移为,合外力与位移方向相同,所以合外力对小车做功为
小车受到合外力恒定,小车做匀加速直线运动,在某位移的中间时刻的速度与这段位移的平均速度相等。纸带上相邻两点间的时间间隔为T。A点为O、B两点的中间时刻,小车在A点的速度
D点为C、E两点的中间时刻,小车在D点的速度
由A点到D点,小车动能的改变量
若满足合外力做功等于动能的改变量,即
动能定理得证。
5.答案:①平衡摩擦力
②
③
解析:①滑块受到的合力为,要使合力等于拉力,可以将长木板的一端适当垫高,使重力的下滑分力与摩擦力平衡,即可保证拉力等于合力,即;即需要平衡摩擦力.
②本实验要验证动能定理,即合力对小车的做的功等于小车动能的增加量,根据动能定理,有:;
③对沙桶和小车系统,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,沙桶减小的重力势能等于沙桶和滑块动能的增加量,有:。
6、
(1)答案:C
解析:A.平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好,要通电,但不挂钩码,故A错误;
B.为减小系统误差,应使钩码质量远小于小车质量,依据牛顿第二定律,则有钩码的重力接近小车的拉力,故B错误;
C.实验时,为了能充分利用纸带,应使小车靠近打点计时器由静止释放,故C正确。
故选C;
(2)答案:0.653
解析:B为AC时间段的中间时刻,根据匀变速运动规律得,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故。
7.答案:(1)
(2)BC
(3)
解析:(1)匀速下滑时绳子拉力为
对于滑块
所以当去掉细线和砂桶后,滑块的合力为
(2)遮光条通过两个光电门时的速度分别为
则要验证的关系是
即
则要测量的物理量是遮光条的宽度d以及两光电门之间的距离L,故选BC。
(3)由以上的分析可知,动能定理的关系式应为
8.答案:(1)BCD;(2);(3);(4)
解析:(1)要证明①,需要测量d和H,通过几何关系可证明沿绳分速度相等;要证明②,还需要测量H和x,根据运动学公式和动能定理列式可验证机械能守恒,故需要测量的物理量有d、H、x。故选BCD。
(2)物块P的速度,
物块Q的速度,
因此分析出P、Q的速度大小相等,即需要验证表达式,
化简可得验证即可。
(3)物块R的速度,
要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等,则需要验证表达式,
即,
将、代入得:。
(4)整个系统减少的重力势能是,
增加的动能,
要验证机械能守恒,则,即验证表达式。
2考点59 实验五:探究动能定理(B)
1.用如下图所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系,实验中用钩码的总重力表示小车所受合力。
(1)下列关于该实验的操作,正确的有___________。
A.细线必须与长木板平行
B.钩码的质量远大于小车的质量
C.先接通电源再释放小车
D.平衡摩擦力时,应挂上钩码,逐渐抬高木板,直到小车能匀速下滑
(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。
已知,,,,,。当地的重力加速度,钩码总质量为,小车的质量。打下D点时小车的速度为_________,从B到D的过程中,小车所受合外力做功为___________J。(结果均保留两位有效数字)
2.某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。
已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小________m/s,打出P点时小车的速度大小________m/s。(结果均保留2位小数)
若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为________________。
3.某学习小组用如图所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连,沙桶和里面的细沙总质量为m;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B处有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t,d表示遮光片的宽度,L表示遮光片右侧初位置至光电门之间的距离,用g表示重力加速度。
(1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度,如图所示,遮光片宽度的测量值________cm;
(2)让沙桶内盛上适量细沙,测出沙桶和细沙的总质量m,调整导轨倾角,让滑块恰好在A处静止。剪断细绳后,滑块开始加速下滑,记录遮光片通过光电门的时间t;保持滑块的质量M和遮光片右侧初位置至光电门之间的距离L不变,改变沙桶内细沙的质量和导轨倾角,重复以上步骤,通过每次实验记录的m和t,描点作出了一个线性关系的图象,从而更直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图象是________(请填写选项前对应的字母)。
A.图象 B. C.图象 D.
(3)为了减小上述实验中的误差,下列实验要求中不必要的一项是________(请填写选项前对应的字母)。
A.应使沙桶和细沙的总质量m远小于滑块和遮光片的总质量M
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.遮光片的宽度要适当小些
D.应使细线与气垫导轨平行
4.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.实验装置如图甲所示,滑块后面夹纸带,纸带穿过打点计时器(频率为50Hz)。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,打开打点计时器后轻推滑块,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,打开打点计时器,让滑块只拖着纸带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___________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的重力大小。
(3)当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,某同学打出的一条纸带如图乙所示,用刻度尺测得计数点1、2、3、4到计数起点0的距离分别为3.15cm、12.40cm、27.70cm、49.05cm。由此可得物体的加速度为___________。(计算结果保留3位有效数字)
(4)若滑块质量为、钩码质量为m,当打点计时器打下1、3点时滑块速度分别为和,1、3两点之间距离为s,重力加速度为g,探究结果的表达式是___________。(用相应的符号表示)
5.为了“探究动能改变与合外力做功的关系”,某同学设计了如下实验方案:
第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤跨过定滑轮相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示。
第二步:如图乙所示,保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出的纸带如图丙所示。
请回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)已知打下各相邻计数点间的时间间隔为,则打点计时器打B点时滑块运动的速度___________。
(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程中滑块___________(写出物理量名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式___________。
(3)算出打下A、B、C、D、E点时合外力对滑块所做的功W以及滑块的速度v,以为纵轴、W为横轴建立直角坐标系,描点作出图像,可知该图像是一条___________,根据图像还可求得___________。
6.某实验小组用如图所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题:
(1)纸带穿过打点计时器,调整长木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是_______;
(2)纸带穿过打点计时器,小车置于靠近打点计时器的位置,通过绕过定滑轮的细线与钩码相连:启动打点计时器,释放小车,小车在牵引力的作用下运动,得到的一条较为理想的纸带,其中O点为打点计时器打的第一点,A、B、C为连续的三个计数点,相邻两点的时间间隔,如图乙所示。
①以小车为研究对象,若用钩码的重力表示细线对小车的拉力,钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是______。
②此次实验中,钩码的质量,小车的质量,根据纸带上提供的数据可知,从O到B的过程中,合力对小车做的功为______J;小车动能的变化量为______J(重力加速度,结果保留3位有效数字)。
(3)改变钩码的质量进行多次实验,发现合力做的功W总是大于动能的变化量,导致这一结果的原因是______。
7.用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系,实验中用钩码的总重力表示小车所受合力。
(1)下列关于该实验的操作,正确的有___________。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.钩码的质量远大于小车的质量
D.平衡摩擦力时,应挂上钩码,逐渐抬高木板,直到小车能匀速下滑
(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。
已知;;;;;。当地的重力加速度,钩码总质量为,小车的质量。打下D点时小车的速度为___________m/s,从B到D的过程中,小车所受合外力做功为___________J。(结果均保留两位有效数字)
8.在物理学研究中,通过理论推导得出的结论,常常还要经过实验的证明和实践的检验。某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验来验证动能定理。
(1)实验时,________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)关于该实验,下列说法正确的一项是________(填标号)。
A.为减小误差,实验中一定要保证和砂桶的总质量远小于小车的质量
B.若选用电火花打点计时器,则应选用6V的直流电源
C.开始时小车靠近打点计时器放置,先接通电源,再由静止释放小车,打出纸带,同时记录力传感器的示数
D.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
(3)某次实验时,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,力传感器的示数为F,得到如图乙所示的无漏点纸带,O点是释放小车瞬间打下的点,已知打点计时器所接电源的打点周期为T。打点计时器打下B点时小车的动能为________(用题干及图乙中测得的部分物理量表示);从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点,细线的拉力对小车做的功为________(用题干及图乙中测得的部分物理量表示)。在误差允许的范围内,若由实验得到,则动能定理得到验证。
答案以及解析
1.答案:(1)AC/CA;(2)0.43;0.016
解析:(1)A.细线与木板保持水平时,可以认为细线的拉力为恒力,才能用细线的拉力代替小车的合力,故A正确;
B.为了能用钩码的总重力表示小车所受合外力,绳子的拉力要近似等于钩码的总重力,即小车的质量要远大于钩码的总质量,故B错误;
C.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源再释放纸带,故C正确;
D.平衡摩擦力时,不能挂钩码,使空小车带动纸带匀速运动,故D错误。
故选AC;
(2)计数周期为
打下D点时小车的速度为
从B到D的过程中,小车所受合外力做功为
2.答案:0.36;1.80;之间的距离
解析:由图可知B左右两点之间的距离,由,得;同理可得;由动能定理得,则还需测量之间的距离。
3.答案:(1)0.230(2)C(3)A
解析:(1)宽度d的读数为:;
(2)滑块、遮光片组成的系统,合外力做的功为:,
动能增加量为:,
根据动能定理,则有:,得:,
处理数据时应作出的图象是,故ABD错误,C正确;
(3)A、滑块下滑过程中合力等于沙桶和细沙的总重力,故A项不必要,即A项符合题意;
B、应使A位置与光电门间的距离适当大些,减小测量L的相对误差。故B项必要,即B项不符合题意;
C、滑块过光电门的速度是用遮光片通过光电门的平均速度替代,则遮光片的宽度要适当小些,以减小速度测量的误差。故C项必要,即C项不符合题意;
D、细线与气垫导轨平行时,细线断后,滑块受到的合力才等于细线未断时细线中的拉力。故D项必要,即D项不符合题意。
4.答案:(1)等间距(或均匀)的(2)等于(3)6.06(4)
解析:(1)由于打点计时器打点的时间间隔是固定的,所以当滑块做匀速直线运动时,纸带上所打出的点应该是等间距(或均匀)的。
(2)当挂上钩码时,滑块匀速下滑,说明钩码的重力大小等于滑块所受重力、支持力、摩擦力三个力的合力。去掉钩码后,滑块受到重力、支持力和摩擦力的作用,这三个力的合力大小仍然等于钩码的重力大小。
(3)物体的加速度为。
(4)在1、3两点之间,合外力所做的功为
滑块动能的变化量为
所以探究结果的表达式为
5.答案:(1)
(2)下滑的位移x;mgx
(3)过原点的直线;滑块的质量M
解析:(1)由打出的纸带可知B点的速度
(2)设长木板的倾角为θ,滑块与长木板间摩擦力为f,当滑块向下匀速运动时,有
当滑块向下加速运动时,其所受合外力
由功的定义式可知还需要知道滑块在这一过程中的位移x,故合外力对滑块做的功。
(3)根据
可知图像应该为一条过原点的直线,由直线的斜率可求M。
6.答案:(1)平衡摩擦力
(2);0.130;0.128
(3)绳子的拉力小于钩码的重力;钩码有动能;其他
解析:(1)纸带穿过打点计时器,调整长木板的倾斜度,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是能够平衡掉摩擦力,使小车所受的合外力即为绳子拉力。
(2)①以小车为研究对象,若用钩码的重力表示细线对小车的拉力,钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是钩码的质量远小于小车的质量,即。
②因为将钩码的重力表示细线对小车的拉力,则合力对小车做的功为
由数据可得下降OB时,小车速度为
则小车动能的变化量为。
(3)改变钩码的质量进行多次实验,发现合力做的功W总是大于动能的变化量,导致这一结果的原因是绳子的拉力小于钩码的重力(或者钩码也有动能)。
7.答案:(1)AB
(2)0.50;0.018
解析:(1)A.为了小车受力恒定,故应将细线与木板保持水平,故A正确;
B.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源再释放纸带,故B正确;
C.为了能用钩码的总重力所做的功表示小车所受合外力的功,绳子的拉力要等于近似等于总重力,即小车的质量M要远大于钩码的总质量m,故C错误;
D.平衡摩擦力时,小车带动纸带运动,打点计时器工作,不能挂上钩码,故D错误。
故选AB。
(2)打下D点时小车的速度
合外力做功
8.答案:(1)需要(2)C(3);
解析:(1)利用图中装置,为了使两段绳子拉力的合力等于小车受到的合力,实验时需要平衡摩擦力。
(2)A.因力传感器可以测量细线上的拉力大小,实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故A错误;
B.若打点计时器选用电火花计时器,则应选用220V的交流电源,故B错误;
C.开始时小车靠近打点计时器放置,先接通电源,再由静止释放小车,打出纸带,同时记录力传感器的示数,故C正确;
D.因力传感器可以测量细线上的拉力,因此不需要用天平测出砂和砂桶的总质量,故D错误。
故选C。
(3)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
打点计时器打下B点时小车的动能为
从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点,细线的拉力对小车做的功为
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