平面小車、斜面小車

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1、平面小車、斜面小車模型平面小車、斜面小車模型4(2011海南).現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A ,B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過

2、程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_ 。動(dòng)能的增加量可表示為_ 。若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，1/t2與s的關(guān)系式為 _ (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：以s為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，在答題卡上對(duì)應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=_ (保留3位有效數(shù)字).。()hMm gsd221()2bmMt2212()()hMdm gstMm db214.10sm2.40由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出1/t2-s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值

3、在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律2009年高考廣東物理卷年高考廣東物理卷某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定動(dòng)能定理理”。如圖。如圖5-4-8，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小。小車

4、時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。中可以放置砝碼。(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測量測量_和拉力傳感器的總質(zhì)量和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細(xì)線的一端固定在拉；把細(xì)線的一端固定在拉 力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。將小車停在將小車停在C點(diǎn)，點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線 拉力及小車通過拉力及小車通過A、B時(shí)的速度。時(shí)的速度。在小車中增加砝碼，或在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)，重復(fù)的操作。的操作。(2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是

5、是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v22-v12|是兩個(gè)是兩個(gè)速度傳感器速度傳感器 記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E,F是拉力傳感器受到的拉力，是拉力傳感器受到的拉力，W是是F在在A、 B間所做的功。表格中的間所做的功。表格中的E3=_，W3=_。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表(3)根據(jù)上表，請?jiān)趫D根據(jù)上表，請?jiān)趫D5-4-9中的方格紙上作出中的方格紙上作出E-W圖線。圖線。圖圖5-4-8圖圖5-4-9小車、砝碼小車、砝碼然后釋放小車然后釋放小車減少砝碼減少砝碼0.6000.610次數(shù)次數(shù)

6、M/kg|v12-v22|/(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.432014新課標(biāo)新課標(biāo)122.某同學(xué)利用圖某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度加速度a與鉤碼的質(zhì)量與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小所示。實(shí)驗(yàn)中小車車(含發(fā)射器含發(fā)射器)的質(zhì)量為的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可

7、伸長的輕質(zhì)細(xì)繩，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到。回答下列問題：到?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_(填填“線性線性”或或“非線性非線性”)關(guān)系。關(guān)系。(2)由圖由圖(b)可知，可知，a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是_。(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比的加速度與作用力成正比”的結(jié)論

8、，并直接以鉤碼所受重力的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是_，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_。（2009江蘇）江蘇）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示如圖甲所示.（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計(jì)時(shí)器大點(diǎn)的時(shí)間間隔為示。計(jì)時(shí)器大點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起，每從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)

9、數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車的加速度計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）平衡摩擦力后，將）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上個(gè)相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度加速度a與砝碼盤中砝碼總重力與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像的關(guān)系圖像.（3）根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的）根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點(diǎn)，請說明主要原因。圖線不通過原點(diǎn)，請說明主要原因。砝碼盤中砝碼總重力0.1960.3920.5880.7840.980加速度s-2）0.691.181.662.182.70體會(huì)：探究對(duì)象穩(wěn)中有變體會(huì)：探究對(duì)象穩(wěn)中有變