为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.
第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.
请回答下列问题:
9.已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB＝________.
10.已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W合＝________.
11.算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2－W图像,可知该图像是一条________,根据图像还可求得________.
考察知识点
- 探究功与速度变化的关系
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22．某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验，探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”。 他们的实验装置如图物-9图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度v) ，每次实验，物体从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0．5 m不变。他们最后做出了如图物-9图乙所示的v2－h图像。图像与横轴的交点为0．25。
（1）图像乙不过坐标原点的原因是___________________________________________。
（2）物块与斜面间的滑动摩擦因数μ＝________。
（3）若最后得到的图像如图物-9图丙所示，则可能的原因是(写出一个)____________________。
（4）若更换光滑的斜面，重复上述步骤得到如图物-9图乙所示的图像，图像的斜率将________。（填“增大”、“减小”、“不变”）
22．某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验，探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”。 他们的实验装置如图物-9图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度v) ，每次实验，物体从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.5 m不变。他们最后做出了如图物-9图乙所示的v2－h图像。图像与横轴的交点为0.25。
（1）图像乙不过坐标原点的原因是___________________________________________。
（2）物块与斜面间的滑动摩擦因数μ＝________。
（3）若最后得到的图像如图物-9图丙所示，则可能的原因是（写出一个）___________________。
（4）若更换光滑的斜面，重复上述步骤得到如图物-9图乙所示的图像，图像的斜率将________。（填“增大”、“减小”、“不变”）
21．某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”。如图（甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F1用位移传感器测出小车的位移x和瞬时速度v。已知小车质量为200g。
（1）某次实验得到数据如表所示，v-x图象已经画出，如图（乙）所示，请根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F-x图象，并求出x=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=________J，此过程动能的变化量△EK=________J（保留2位有效数字）。
（2）指出下列情况可减小实验误差的操作是________（填选项前的字母，可能不止一个正确选项）
A．使拉力F要远小于小车的重力
B．使拉力F要远大于小车的重力
C．实验时要先平衡摩擦力
D．要使细绳与滑板表面平行
正确答案
解析
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，故：vB=
考查方向
解题思路
用平均速度代替瞬时速度去求解AB点的速度；
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法，能根据做功公式求出W与v2的关系式，根据图象的斜率求解质量
正确答案
下滑的位移x;mgx (每空各1分)
解析
本题运动过程中，物块受到的合力为重力，要求合力做的功，则还需要测出这一过程滑块运动的位移x，则合外力对滑块做功的表达式W合=mgx，
考查方向
解题思路
合外力为重物的重力，要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x，根据W=Fx即可求解；
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法，能根据做功公式求出W与v2的关系式，根据图象的斜率求解质量
正确答案
过原点的直线;滑块的质量M(每空各1分)
解析
合外力做的功为W=mgx=
所以v2=
根据图象课求得直线斜率为k，所以m=
考查方向
解题思路
根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解．
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法，能根据做功公式求出W与v2的关系式，根据图象的斜率求解质量