试题

试题 试卷

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题型:实验探究题 题类:模拟题 难易度:普通

江西省南昌市第十中学2020届高三下学期物理综合模拟考试试卷

某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验:

A.一端带有滑轮和刻度尺的轨道

B.两个光电计时器

C.安装有挡光片的小车(质量为 M

D.拴有细线的托盘(质量为 m0

E.可以调节高度的平衡支架

F.一定数量的钩码

某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示,轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤:

①调节两个光电门中心的距离,记为L;

②调节轨道的倾角,轻推小车后,使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B,钩码的质量记为 m

③撤去托盘和钩码,让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B,光电计时器记录小车通过 A、B的时间分别为△t1 和△t2

④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程,滑轮的摩擦力不计,回答以下问题

(1)、图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d , 则 d=cm。
(2)、小车加速从A到B过程中合外力做的功W=;小车动能的变化量的表达式△Ek=(用测得的物理量的字母符号表示)。通过实验可得出:在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。
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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