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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

黑龙江省大庆四中2019年高三下学期物理第三次月考试卷

用图甲所示的装置来探究功和动能变化的关系。木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上,轨道放在水平桌面上,P为小桶(内有沙子),滑轮质量、摩擦不计,重力加速度为g。
(1)、实验中轨道应倾斜一定角度,对此下列说法正确的是_____。
A、为了释放木板后,木板在细线拉动下能匀速下滑 B、为了增大木板下滑的加速度,提高实验精度 C、尽量保证细线拉力对木板做的功等于木板所受合力对木板做的功 D、使木板在未施加拉力时能匀速下滑
(2)、实验主要步骤如下:

①测量木板、遮光条的总质量M,测量两遮光条间的距离L,遮光条的宽度d=mm(如图乙所示)

按甲图正确安装器材。

②将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动,记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间t1、t2 . 则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量△Ek,合外力对木板做功W=,(均用字母M、t1、t2、d、L、F表示)。

③在小桶中增加沙子,重复②的操作。

④比较W、△Ek的大小,得出实验结论。

(3)、若在本实验中轨道水平放置,其它条件和实验步骤不变,假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ.测得多组F、t1、t2的数据,并得到F与 的关系图象如图丙所示。已知图象在纵轴上的截距为b,直线的斜率为k,求解μ=(用字母b、d、L、k、g表示)。
举一反三
利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M,钩码的质量为m,打点计时器的电源为50H的交流电。

⑴实验操作步骤如下:

①挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到车做匀速运动;

②挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图乙所示;用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x,记录在纸带上。

⑵实验数据处理及实验结论

①从图乙数据可以计算打出计数点“6”时小车的速度v6={#blank#}1{#/blank#}m/s;(计算结果保留3位有效数字)

②将钩码重力mg视为小车受到的拉力F,当地重力速度g=9.80m/s2 , 利用W=mg△x算出拉力对小车做的功W,利用动能公式Ek= Mv2算出小车动能,求出动能的变化量△Ek。并把计算结果标在△Ek-W坐标中,画出的图线如图丙所示。

③从图丙中可计算出直线斜率k,从k值大小就可以判断出实验预期结论是否正确(实验预期结论是动能变化等于拉力做功)。若实验结论与预期结论相符合,则k值为{#blank#}2{#/blank#}(填“k≈1"、“k>1”或“k<1")

⑶实验结论及应用

实验结果表明,△Ek总是略小于W。某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。从图中算出直线斜率为k,以及题中小车质量M和钩码质量m就可算出小车受到的实际拉力F,其计算公式是F={#blank#}3{#/blank#}。

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