Question

某實(shí)驗(yàn)小組用圖1所示裝置探究“重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中，讓拖著紙帶的重錘從高處由靜止自由落下，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，通過對打下的點(diǎn)進(jìn)行測量和研究，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）圖2是實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，O點(diǎn)是重物開始下落時打下的起點(diǎn)，該小組在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G七個計數(shù)點(diǎn)，每兩個計數(shù)點(diǎn)間還有一個計時點(diǎn)（圖中未畫出），各計數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)O的距離如圖所示，已知打點(diǎn)計時器工作頻率為50Hz，分別計算B、C、D、E、F五個計數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的速度平方差，請將D點(diǎn)的計算結(jié)果填入下表：（保留3位有效數(shù)字）

計數(shù)點(diǎn)	B	C	D	E	F
速度平方差△v2/（m·s-1）2	1.38	2.45		5.52	7.50

 

（2）以△v²為縱軸，以各計數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h為橫軸，在坐標(biāo)系中作出△v²—h圖象．

（3）若不考慮誤差，認(rèn)為動能的變化量等于重力做的功，利用作出的圖線的斜率，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g′=         ．（保留3位有效數(shù)字）

（4）重錘下落過程中一定受到阻力的作用，若已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，用這一裝置測量重錘下落過程中受到的阻力F的大小，還需測量的物理量是                        ．（用文字和符號表示）

（5）用測得量和已知量表示F大小的表達(dá)式為：F=               ．（用符號表示）

 

Answer 1

【答案】

（1）3.83(3.83—3.84)（2）見解析 （3）9.78（9.67-9.94

（4）重錘的質(zhì)量m  （5）mg-mg’

【解析】

試題分析：(1)通過表格中的，B點(diǎn)，C點(diǎn)的速度平方差，然后根據(jù)紙帶求出B點(diǎn)，C點(diǎn)的速度，求出，再用紙帶求出D點(diǎn)的速度，帶入可得3.83

2.如圖所示

（3）圖線的斜率表示物體運(yùn)動加速度，所以從圖中找出兩點(diǎn)，求出斜率，即得加速度為9.78（9.67-9.94）

（4）（5）根據(jù)牛頓第二運(yùn)動定律可得，故可得，所以還需測量重錘的質(zhì)量m

考點(diǎn)：考查了重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系

點(diǎn)評：紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度．