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1、实验5 探究动能定理1(2017届湖州模拟)为了探究功与速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器所接交流电频率为50 Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施为_.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验中橡皮筋对小车做的功记为W.由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带试根据以上信息，填写下表.次数1234橡皮筋对小车做的功W小车速度v/(ms1)v
2、2/(m2s2)从表中数据可得出结论：_.【答案】见解析【解析】(1)为了消除摩擦力，应将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车在不接橡皮筋时缓慢匀速下滑(2)由匀速运动的速度公式v，可求出小车的速度，其中x可从题图中读出，分别为2.00 cm,2.83 cm，3.46 cm，4.00 cm，交流电频率为50 Hz，故T0.02 s.次数1234橡皮筋对小车做的功W2W3W4W小车速度v/(ms1)1.001.421.732.00v2/(m2s2)1.002.022.994.00在误差允许的范围内，橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比2某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理 (
3、1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s_ cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？_.(填“是”或“否”)【答案】(1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否3如图所示，某组同学借用“探究a与F，m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过
4、调整垫片的位置，改变长木板的倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A，B，C，D，E，F，G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格(结果保留至小数点后第4位).距离O BO CO DO EO FW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk，与理论推导结
5、果一致(3)实验前已测得托盘质量为7.7103 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_ kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第3位)【答案】(1)匀速直线(或匀速)(2)0.111 50.110 5(3)0.015【解析】(1)取下细绳与托盘后，当摩擦力恰好被平衡时，小车与纸带所受合力为零，获得初速度后应做匀速直线运动(2)由题图可知55.75 cm，再结合v可得打下计数点F时的瞬时速度vF1.051 m/s，故WF0.111 5 J，EkMv0.110 5 J.(3)根据牛顿第二定律有：对小车，FMa，得a1.0 m/s2；对托盘及砝码，(mm0)gF(mm0)a，故有mm0 kg7.7103 kg0.015 kg.