“探究功與物體速度變化的關係”的實驗如圖(*)所示,當小車在一條橡皮筋作用下*出時,橡皮筋對小車做的功記為W...
問題詳情:
“探究功與物體速度變化的關係”的實驗如圖(*)所示,當小車在一條橡皮筋作用下*出時,橡皮筋對小車做的功記為W,當用2條、3條…完全相同的橡皮筋並在一起進行第2次、第3次…實驗時,使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致,每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出.
(1)實驗中的打點計時器應使用 電源(選填“直流”或“交流”),在進行該實驗前(選填“需要”或“不需要”)平衡摩擦實驗*作.
(2)某同學在實驗時將木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運動,當小車速度最大時,關於橡皮筋所處的狀態與小車所在的位置,下列說法正確的是
A、橡皮筋處於原長狀態 B、橡皮筋仍處於伸長狀態
C、小車已過兩個鐵釘的連線 D、小車未過兩個鐵釘的連線
(3)在正確*作情況下,打在紙帶上的點並不都是均勻的,如圖(乙)所示,每相鄰計數點的時間間隔均為0.10s,則小車獲得的最大速度為 .
【回答】
考點:探究功與速度變化的關係.
專題:實驗題.
分析:(1)現在通過實驗來探究功與物體動能變化關係,小車的速度由紙帶上打的點測量位移,用平均速度來計算,因此需要刻度尺,打點計時器使用的是交流電源,因探究功與速度變化關係,因此必須平衡摩擦力;
(2)在利用橡皮筋探究功與速度變化關係的實驗時,應選取幾條完全相同的橡皮筋,為使它們每次做的功相同,橡皮筋拉伸的長度必要保持一致;小車的運動是先加速後勻速.
(3)若木板是水平放置的,則小車在運動過程中要受到滑動摩擦力,小車先加速後減速;當小車速度達最大時,小車的合力為零,所以要分析點跡均勻的一段紙帶即可.
解答: 解:(1)探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關係,則小車的速度根據紙帶上所打的點,通過測量位移,求平均速度來代替瞬時速度.因此要使打點計時器能工作,必須接交流電源;
因橡皮筋做功即為合外力做功,因此必須平衡摩擦力,
(2)若木板是水平放置的,則小車在運動過程中要受到滑動摩擦力,當小車速度達最大時,則小車的合力為零.所以除摩擦力外,還有橡皮筋的拉力.因此橡皮筋處於伸長狀態.故選:B.
(3)
小車先加速,後勻速,最後減速運動
在加速過程中,橡皮條在做正功,故需要測量最大速度,即勻速運動的速度,因而需要選用間隔均勻的點,即G﹣K點,打點計時器每隔0.02s打一次點,故最大速度為:
v==m/s=1.15m/s
故*為:(1)交流,需要;(2)B;(3)1.15m/s.
點評:小車的速度通過紙帶上點求出,而小車的動能完全是由橡皮筋做功而導致的.同時巧用一根橡皮筋做功為W,兩根橡皮筋則為2W,但每根伸長的長度必須相同,該實驗中小車的運動情況是先加速,再勻速,最後減速,橡皮條做功完畢,速度最大,做勻速運動,故需要測量勻速階段的速度.
知識點:動能和動能定律
題型:實驗,探究題
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