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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          精英家教網某同學想利用探究加速度與力、質量的關系的實驗裝置來驗證動能定理.實驗裝置如圖,在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個光電門,其中光電門乙固定在靠近滑輪處,光電門甲的位置可移動.與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片(即小車)從光電門甲運動至乙所用的時間.在平衡好摩擦力后,改變光電門甲的位置進行多次測量,每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動,用米尺測量甲、乙之間的距離x,并記下運動的時間t.測得小車的質量為M,鉤碼的質量為m,并滿足M>>m,當地重力加速度為g.取小車為研究對象進行動能定理驗證,需要下列物理量:小車從甲處運動到乙處時的速度大小v=
           
          ,外力對小車做功W=
           
          .實驗需要驗證的關系式為x=
           
          .(以上填空處均用題中給出的字母表示)
          分析:由于每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動,小車做勻加速直線運動,則小車經過光電門乙的速度為全過程中的平均速度的2倍;如果知道了小車通過光電門的位移,根據W=Fx計算出外力對小車做的功,然后使用動能定律的公式驗證即可正確解答本題.
          解答:解:由于每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動,小車做勻加速直線運動,設小車經過光電門乙的速度為v,則:x=
          .
          v
          t=
          v
          2
          t

          小車通過光電門乙的速度為:v=
          2x
          t

          下降的過程中只有鉤碼的重力對小車做功,根據公式W=Fs,得:W=mgx
          若小車受到的外力做功大于小車動能的增加,則:mgx=
          1
          2
          Mv2

          即:mgx=
          1
          2
          M?(
          2x
          t
          )2
          ,
          所以:實驗需要驗證的關系式為:x=
          mgt2
          2M

          故答案為:
          2x
          t
          ,mgx,
          mgt2
          2M
          點評:本實驗與教材中的實驗有所不同,但是根據所學物理知識,明確了實驗原理,即可正確解答.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

          某校高一“物理探究小組”學生想了解學校科教樓內電梯運行的大致規(guī)律,設計了一個利用稱體重的磅秤來進行測量和研究的方案如下:

           
          觀察
          次數
          時刻
          磅  秤
          讀數(N)
          1
          t1
          449
          2
          t2
          450
          3
          t3
          450
          4
          t4
          549
          5
          t5
          550
          6
          t6
          551
          7
          t7
          551
              ①把磅秤平放在電梯的地板上,其中一人站在磅秤上,另外兩位同學觀察磅秤示數的變化情況,并記錄電梯運行過程中不同時刻磅秤的示數。
          將兩位同學隨機記錄的7個數據列表.由于不知記錄時刻的 
          先后,故表格數據按從小到大的次序排列,并相應標明t1、
          t2……t7。(記錄時電梯作平穩(wěn)運動)
              ③對實驗數據進行分析研究,了解電梯的運行情況,并粗略測
          定電梯的加速度。
              思考回答下列問題:
              (1)在測量過程中該學生所受的重力將__________(填“變大”、 
          “變小”、“不變”)
              (2)如果先記錄到的是較小的示數,后記錄到的是較大的示數,
          則記錄時電梯相應的運動可能是  (    )
                  A.先加速下降后減速下降      
                  B.先減速下降后勻速下降
               C.先勻速上升后減速上升      
                      D.先減速上升后加速上升
              (3)如果電梯在運行過程中經歷過勻加速、勻速和勻減速三個過程,而兩位同學記錄的數據不知處于哪一運動階段,則由記錄數據推斷此電梯加速度的可能值為(   )
                  A.1.0m/s2   B.1.82m/s2       C.2.22m/s2       D.2.50m/s2
                                (4)由于每部電梯運行時加速度都是設定好的,如果要能測得該樓電梯的加速度,還
          需要測量的物理量是______________.

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          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解