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题型:实验探究题 题类:模拟题 难易度:普通

安徽省六安市第一中学2020届高三下学期理综物理模拟卷(六)

小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理,遮光条的宽度d为图乙中的游标卡尺(游标有十个分度)所示,其中托盘的质量为m=10g,每个砝码的质量均为m=10g,小车和遮光条以及传感器的总质量为M=100g,忽略绳子与滑轮之间的摩擦。小宇做了如下的操作:

①滑块上不连接细绳,将长木板的右端适当垫高,以平衡摩擦力;

②取5个砝码放在小车上,让小车由静止释放,传感器的示数为F,记录遮光条经过光电门时的挡光时间为Δt;

③测出遮光条距离光电门的间距为s,如图丙所示;

④从小车上取一个砝码放在托盘上,并将小车由同一位置释放,重复②,直到将砝码全部放在托盘中;

由以上操作分析下列问题:

(1)、遮光条的宽度d为mm,遮光条到光电门的间距s为m;
(2)、用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为
(3)、在②过程中细绳的拉力所做的功为,所对应动能的变化量为;(用字母表示)
(4)、在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为F′,则F′所做的功为,所对应系统的动能的变化量为;(用字母表示)
(5)、如果以F′为纵轴,Δt的为横轴,该图线为直线,由题中的条件求出图线的斜率k,其大小为(结果保留两位有效数字)。
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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