某同学用图甲所示装置探究“恒力做功与动能变化的关系”.实验中砂和砂桶的总质量为m=10g,小车和砝码的总质量为M=200g.
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行平衡摩擦力的操作,下列操作正确的是________ .
A.将长木板水平放置,调节砂和砂桶的总质量为m的大小,轻推小车,让小车做匀速运动.
B.将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去砂和砂桶,轻推小车,让小车做匀速运动.
(2)在实验中,当m_______M(填“>>”或“=”或“<<”)时,可以认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力.
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50 Hz.首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE段的测量情况如图丙所示,由图可知CE段的长度为________cm,打点计时器打下D点时的速度为___________m/s,此时小车的动能为___________J.用此方法可以求出打下各计数点时小车的动能.
从C到E恒力对小车做的功为_________J,(该结果要求保留3位有效数字),把此值与C到E动能变化量进行比较即可得到实验结论.
(4)实验中发现恒力做功始终比动能增量略小,可能原因是___________.
A.平衡摩擦力时斜面倾斜过度造成
B.平衡摩擦力时斜面倾斜不够造成
C.砂与砂桶重力当成绳子拉力造成
B, <<, 10.60, 0.53, 0.028, 1.04×10-2 A
【解析】
(1)平衡摩擦力时,需使小车的重力与摩擦力平衡,则操作正确的是:将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去砂和砂桶,轻推小车,让小车做匀速运动.故选B;
(2)以整体为对象: ,则小车的加速度为:
当 可以近似认为
即
若要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力,则必须满足条件
(3)根据刻度尺的读数原则可知长度为10.60cm ,相邻两个计数点之间的时间间隔为 ,根据中点时刻的速度等于平均速度可知:
则小车的动能为
从C到E恒力对小车做的功为
(4)当平衡摩擦力时斜面倾斜过度时,此时小车受到合外力实际比mg大,所以合外力做的功也就大于动能的增加量,故选A
本题答案是:(1). B (2). << (3). 10.60 ; 0.53 ; 0.028 ;1.04×10-2 (4). A
动能:
登录并加入会员可无限制查看知识点解析
质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大?
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4