问题 实验题

运动物体的动能E与质量m和速度v有关。某同学猜想动能E与m,v的可能关系为E1=mv、E2=m2v、E3=mv2、E4=m2v2。现用DIS探究上述关系。

实验装置

如图所示,将揷有挡光片的导轨小车放在安装有光电门传感器的水平导轨上,忽略小车与导轨间的摩擦。泡沫摩擦块置于光电门支架之后,它与导轨间的动摩擦因数为一确定的值。

实验过程

给小车一个初速度,让小车通过光电门,然后撞击泡沫摩擦块,并推动摩擦块共同前进距离s,使摩擦块克服滑动摩擦力做功,建立对应的s-E坐标;

改变小车的质量m、速度v,多次重复上述实验,利用DIS获得下图所示的s-E坐标中的各数据点;

观察各s-E坐标中的数据点发现仅s-E3坐标中的数据点的分布是有规律的:几乎在一直线附近。用正比例拟合后可得拟合直线过原点。

根据实验过程和实验数据回答下列问题:

(1)光电门传感器的作用是____________________________;

(2)实验中选择研究s-E图像,是因为摩擦块滑动距离s能反映____________________________;

(3)由s-E3图线可得到动能E与m,v关系的结论是____________________________。

答案

(1)测量小车的速度v

(2)小车动能的大小

(3)E与mv2成正比

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