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探究功與速度變化的關(guān)系習(xí)題-資料下載頁

2025-03-25 02:37本頁面
  

【正文】 的路面,并在路面上畫一道起點(diǎn)線;②騎上自行車用較快速度駛過起點(diǎn)線,并從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥;③車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬,讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn);④待車停下,記錄自行車停下時(shí)的位置;⑥用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、.(1)自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時(shí)的速度     ?。ㄓ眉褐奈锢砹亢退鶞y量得到的物理量表示);(2)自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功     ?。ㄓ眉褐奈锢砹亢退鶞y量得到的物理量表示);(3)多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④,則每次只需測量上述物理量中的     和     ,就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?答案:9.⑴ ⑵fL (3)s L解析:(1)本題是對探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)的實(shí)際拓展,綜合性較強(qiáng),自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時(shí)的速度可以看成打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn),;(2)根據(jù)定義,自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功;(3)多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度,重復(fù)多次測量,則每次只需用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離L。,現(xiàn)提供如圖1713所示的器材,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請思考探究思路并回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50 Hz):圖1713(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?(2)①當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……并起來進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)都保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W.②由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出,如圖1714所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶.圖1714試根據(jù)第①、②項(xiàng)中的信息,填寫下表.從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論: .答案:10.(1)可將木板一端墊高,使重力沿斜面的分力與摩擦力平衡.(2) 橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比“動(dòng)能定理”,如圖173所示,他們將拉力傳感器固定在小車上,用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連, cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器,記錄小車通過A、. 圖173(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1。把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;正確連接所需電路;②將小車停在C點(diǎn),__________,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度.③在小車中增加砝碼,或_______________,重復(fù)②的操作.(2)表1是他們測得的一組數(shù)據(jù),其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和,|v22-v21| 是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差,可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E,F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力,W是F在A、△E3=__________,W3=________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 表1 數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)M/kg|v21-v22 /(m/s)2△E/JF/NW/J123△E3W345(3)根據(jù)表1,請?jiān)趫D174中的方格紙上作出△EW圖線.圖174答案:(1)①小車、砝碼 ②接通電源,釋放小車 ③減少砝碼 (2) (3)如圖175所示. 圖175“動(dòng)能定理”,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖176所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源一臺,導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干.當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí),釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).若你是小組中的一位成員,要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),則:圖176(1)還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是 .(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測出這兩點(diǎn)的間距L,算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2.要完成本實(shí)驗(yàn),還缺哪些實(shí)驗(yàn)步驟或應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件?若用如上的字母代表實(shí)驗(yàn)中測量到的物理量,寫出本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式.(3)若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖177所示,且已知滑塊的質(zhì)量為M,沙和沙桶的總質(zhì)量為m,相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T,從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為sssss5(圖中未標(biāo)出sss5),則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對應(yīng)的過程中,沙和沙桶的重力所做的功W= ;該滑塊動(dòng)能改變量的表達(dá)式為ΔEk= .(結(jié)果用題中已知物理量的字母表示)ABCDEFs1s2圖177答案:12.(1)天平、刻度尺 、小木塊 (2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質(zhì)量,再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,.(3) ,利用如圖179所示的斜面和滑塊A做實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了相應(yīng)的探究.圖179(1)請說出實(shí)驗(yàn)中可能影響滑塊A動(dòng)能變化的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件.①_______________________________________________________________________;②______________________________________________________________________ .(2)請?jiān)O(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案,能直觀地反映滑塊A滑至斜面底端N處動(dòng)能大小的不同.例如,方案甲:在斜面底端N處水平放置一平板,使連接處足夠平滑,然后在N處放另一質(zhì)量較小的滑塊B,滑塊A滑至N處的動(dòng)能越大,則滑塊B被碰后在平面上滑行得越遠(yuǎn).則你設(shè)計(jì)的方案乙: .(3)該實(shí)驗(yàn)小組利用上述“方案甲”進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并用速度傳感器和刻度尺分別測得滑塊B在N處被碰后的初速度vN的大小與滑行距離x大小對應(yīng)關(guān)系的四組數(shù)據(jù),.B滑行距離x/mB在N點(diǎn)速度vN/(ms1)圖1710答案:13.(1)①斜面的粗糙程度 ②斜面的傾角大小 (2) 觀察滑塊A在與斜面平滑連接的水平面上滑行位移越大,動(dòng)能越大 (3) 如圖12所示,=.圖12解析:(1),斜面的粗糙程度(或摩擦因數(shù)或摩擦力),斜面的傾角大小(或高度);(2)觀察滑塊A在與斜面平滑連接的水平面上滑行位移越大,動(dòng)能越大(或滑塊A平拋落地水平位移越大,動(dòng)能越大;或沿與斜面平滑連接的弧形面上滑的高度越高,動(dòng)能越大;或觀察滑塊A從斜面上不同位置滑到N位置時(shí),與會(huì)發(fā)生明顯形變的障礙物(如海綿、沙子、彈簧、橡皮泥、彈性網(wǎng)等)作用,通過觀察,它們的形變越大,動(dòng)能越大);(3)①換算出vN2;②利用數(shù)據(jù)作出圖12所示的圖線;③由動(dòng)能定理,則 ,故以v2為縱坐標(biāo),x為橫坐標(biāo),得到一條直線,再取特殊點(diǎn)x= m,v2= m2/s2 ,.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究“動(dòng)能定理”,圖中小車中可放置砝碼.實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,接通電源,釋放小車,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),關(guān)閉電源;③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.(2),在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v.請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.(3)在小車的運(yùn)動(dòng)過程中,對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng),______做正功,______做負(fù)功.(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線(其中△v2=v2v02),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是______.要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,還需要測量的物理量是摩擦力和______.表1紙帶的測量結(jié)果31
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