问题 问答题

在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了一套如图所示的装置,拉力传感器固定在小车上,一端与细绳相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计时器打点周期为T,实验的部分步骤如下:

①平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系列______的点.

②测量小车和拉力传感器的总质量M,按图组装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在打点计时器附近,先接通拉力传感器和打点计时器的电源,然后______,打出一条纸带,关闭电源.

③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示,在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点,各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE…表示,则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为______,若拉力传感器的读数为F,计时器打下A点到打下D点过程中,细绳拉力对小车所做功的表达式为______.

④某同学以A点为起始点,以A点到各个计数点动能的增量

1
4
为纵坐标,以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标,得到一条过原点的倾角为45°的直线,由此可以得到的结论是______.

答案

①平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系间距相等的点.

②测量小车和拉力传感器的总质量M,按图组装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在打点计时器附近,先接通拉力传感器和打点计时器的电源,然后释放小车,打出一条纸带,关闭电源.

③打下D点时的速度vD=

hE-hC
2T
,打下D点时的动能EKD=
1
2
MvD2=
M(hE-hC)2
8T2
;拉力传感器的读数为F,计时器打下A点到打下D点过程中,细绳拉力对小车所做的功W=F(hD-hA).

④由动能定理得:△EK=W,则

1
4
△EK=
1
4
W,以A点到各个计数点动能的增量
1
4
为纵坐标,以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标,得到一条过原点的倾角为45°的直线,由此可以得到的结论是:外力所做的功,等于物体动能的变化量.

故答案为:①间距相等;②释放小车;③

M(hE-hC)2
8T2
;F(hD-hA);④外力所做的功,等于物体动能的变化量.

选择题
问答题 论述题