在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图(1)所示的“探究物体加速...
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在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图(1)所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置.(重力加速度为g)
①实验时,该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,采取两项措施:一是 保*钩码的总质量远小于滑块的质量 二是 平衡摩擦力 ;
②如图(2)所示是实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间距离已在图中用x1,x2,x3,x4,x5标出,则vB ,vE= 同时测出滑块的质量为M,钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中,该同学为达到实验目的,应该寻找 m﹣m 和 mg(△x2+△x3+△x4) 之间的数值关系(用题中和图中的物理量符号表示).
【回答】
考点:
探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
专题:
实验题;牛顿运动定律综合专题.
分析:
①由于小车运动过程中会遇到(滑轮和细绳、小车和木板、打点计时器和纸带之间等)阻力,所以要平衡摩擦力.平衡摩擦力时,要轻推一下小车,观察小车是否做匀速运动;由于小车加速下降,处于失重状态,拉力小于重力,小ma,勾码重量越小,ma越小,拉力与重量越接进.
②判断动能增加量是否等于拉力的功即可;计算B、E瞬时速度用平均速度等于中间时刻瞬时速度的方法.
解答:
解:①由于小车运动过程中会遇到阻力,同时由于小车加速下降,处于失重状态,拉力小于重力,故要使拉力接进勾码的重量,要平衡摩擦力,以及要使勾码的质量远小于小车的质量;
所以采取两项措施:一是保*钩码的总质量远小于滑块的质量,二是平衡摩擦力.
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.
vB=
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上E点时小车的瞬时速度大小.
vE=
故动能增量为:m﹣m,拉力做的功为:W=mg(△x2+△x3+△x4).
所以该同学为达到实验目的,应该寻找m﹣m和mg(△x2+△x3+△x4)之间的数值关系.
故*:(1)保*钩码的总质量远小于滑块的质量,平衡摩擦力;
(2),,m﹣m,mg(△x2+△x3+△x4).
点评:
本题关键是要根据探究功与速度变化关系的实验的实验原理,从减小实验误差的角度来分析.
知识点:专题十三 中学物理实验
题型:实验,探究题
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