【2013•山西省晉中市晉商四校聯考】某學習小組利用自行車的運動“探究阻力做功與速度變化的關係”.人騎自行車在...
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【2013•山西省晉中市晉商四校聯考】某學習小組利用自行車的運動“探究阻力做功與速度變化的關係”.人騎自行車在平直的路面上運動,當人停止蹬車後,由於受到阻力作用,自行車的速度會逐漸減小至零,如圖所示.在此過程中,阻力做功使自行車的速度發生變化.設自行車無動力後受到的阻力恆定.
①在實驗中使自行車在平直的公路上獲得某一速度後停止蹬車,需要測出人停止蹬車後自行車向前滑行的距離s,為了計算自行車的初速度,還需要測量____________(填寫物理量的名稱及符號).
②設自行車受到的阻力恆為f,計算出阻力做的功及自行車的初速度.改變人停止蹬車時自行車的速度,重複實驗,可以得到多組測量值.以阻力對自行車做功的大小為縱座標,自行車初速度為橫座標,作出W一V曲線.分析這條曲線,就可以得到阻力做的功與自行車速度變化的定*關係.在實驗中作出W一V圖象如圖所示,其中符合實際情況的是
(2)某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數。實驗裝置如圖,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點。
①上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計數點,每相鄰兩計數點間還有4個打點(圖中未標出),計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據計算的加速度a= (保留三位有效數字)。
②回答下列兩個問題:
(A)為測量動摩擦因數,下列物理量中還應測量的有 (填入所選物理量前的字母)
A、木板的長度L B、木板的質量m1 C、滑塊的質量m2 D、托盤和砝碼的總質量m3 E、滑塊運動的時間t
(B)測量(A)中所選定的物理量時需要的實驗器 。
(C)滑塊與木板間的動摩擦因數= (用被測物理量的字母表示,重力加速度為g),與真實值相比,測量的動摩擦因數 (填“偏大”或“偏小” )。
【回答】
(1)C (2)①0.495與0.497m/s2② 偏大
【解析】(1)設人停止蹬車後自行車滑行的時間和位移分別為和,由動能定理可得,;所以,由此式可知,還應測出人停止蹬車後自行車滑行的時間t;
摩擦力做功為,動能的變化為,顯然作出W一V圖象是開口向上拋物線,所以選項C正確。
(2)利用“逐差法”求加速度,將前面的6個計數點間的距離(説明加速度在0.495與0.497m/s2之間都正確)滑塊的質量m2,托盤和砝碼的總質量m3,由對整個系統由牛頓第二定律得,所以,因此要測量動摩擦因數,還必須知道滑塊的質量m2和托盤和砝碼的總質量m3,測量質量的的實驗器材是天平;因為除滑塊的質量m2摩擦力外,還有其賓阻力,繩與滑輪還有摩擦,所以與真實值相比,測量的動摩擦因數偏大.
知識點:專題十三 中學物理實驗
題型:實驗,探究題
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