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          為了“探究外力做功與物體動能變化的關系”,查資料得知,彈簧的彈性勢能Ep=
          1
          2
          kx2,其中k是彈簧的勁度系數,x是彈簧長度的變化量。
          某同學就設想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質量為m)運動來探究這一問題。
          為了研究方便,把小鐵球m放在水平桌面上做實驗,讓小球m在彈力作用下運動,即只有彈簧推力做功。
          該同學設計實驗如下:
          首先進行如圖甲所示的實驗:將輕質彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小鐵球m,靜止時測得彈簧的伸長量為d。
          在此步驟中,目的是要確定物理量
          彈簧的勁度系數
          彈簧的勁度系數
          ,用m、d、g表示為
          mg
          d
          mg
          d
          。
          接著進行如圖乙所示的實驗:將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小鐵球m壓縮,測得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小鐵球在空中運動的水平距離為L。
          小鐵球的初動能Ek1=
          0
          0
          ,小鐵球的末動能Ek2=
          mg
          L
          2
          4
          h
          mg
          L
          2
          4
          h
          。
          彈簧對小鐵球做的功W=
          mg
          x
          2
          2
          d
          mg
          x
          2
          2
          d
          。(用m、x、d、g表示)
          對比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動能變化的關系”,即在實驗誤差允許范圍內,外力所做的功等于物體動能的變化。

          【考點】探究動能定理
          【答案】彈簧的勁度系數;
          mg
          d
          ;0;
          mg
          L
          2
          4
          h
          mg
          x
          2
          2
          d
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:35引用:4難度:0.5
          相似題
          • 1.如圖所示,鉤碼通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況,利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗,鉤碼質量m,小車質量M已通過實驗測得
            (1)打點計時器使用的電源是
            (填選項前的字母)。
            A.交流電源
            B.直流電源
            (2)實驗中,需要平衡摩擦力和其它阻力,正確操作方法是
            (填選項前的字母)。
            A.不掛鉤碼,小車靜止放在木板上,把長木板右端逐漸墊高,直到小車開始運動,不再改變右端高度,即認為平衡了摩擦力和其它阻力
            B.小車靜止放在木板上,掛上鉤碼,給鉤碼下邊再逐漸添加鉤碼,觀察小車能否運動,小車能向下運動時,即認為平衡了摩擦力和其它阻力
            C.不掛鉤碼,把長木板右端逐漸墊高,打開電源,輕推小車,目測小車是否做勻速直線運動
            D.不掛鉤碼,把長木板右端逐漸墊高,打開電源,輕推小車,通過觀察小車運動后打點計時器打點是否均勻,如果均勻,則認為平衡了摩擦力和其它阻力
            (3)平衡摩擦后,接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O,在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T,測得A、B、C……各點到O點的距離分別為x1、x2、x3……,如圖所示,實驗中,鉤碼質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg,從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功WOB=
            ,打B點時小車的動能為EkB=
            。
            (4)利用該裝置還可完成以下哪些實驗

            A.探究小車速度隨時間變化的規律實驗
            B.驗證小車和鉤碼系統機械能守恒定律的實驗
            C.研究平拋運動的規律實驗
            D.探究“加速度與力、質量的關系”實驗

            發布:2024/12/29 22:0:2組卷:63引用:2難度:0.7
          • 2.如圖1所示,用質量為m的重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗.
            (1)打點計時器使用的電源是
            (選填選項前的字母).
            A.直流電源                            B.交流電源
            (2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是
            (選填選項前的字母).
            A.把長木板右端墊高                    B.改變小車的質量
            在不掛重物且
            (選填選項前的字母)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響.
            A.計時器不打點                        B.計時器打點
            (3)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T.測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……,如圖2所示.
            實驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg.從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功W=
            ,打B點時小車的速度v=

            (4)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用實驗數據作出如圖3所示的v2-W圖象.由此圖象可得v2隨W變化的表達式為
            .根據功與能的關系,動能的表達式中可能包含v2這個因子;分析實驗結果的單位關系,與圖線斜率有關的物理量應是

            發布:2024/12/29 19:0:2組卷:34引用:5難度:0.5
          • 3.如圖1所示,用質量為m的重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗.
            (1)打點計時器使用的電源是
            (選填選項前的字母).
            A.直流電源
            B.交流電源
            (2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是
            (選填選項前的字母).
            A.把長木板右端墊高
            B.改變小車的質量
            (3)在不掛重物且
            (選填選項前的字母)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響.
            A.計時器不打點
            B.計時器打點
            (4)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次去A、B、C…若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T.測得A、B、C…各點到O點的距離為x1、x2、x3…,如圖2所示.實驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg,從打O點打B點的過程中,拉力對小車做的功W=
            ,打B點時小車的速度v=

            (5)以v2為縱坐標,W為橫坐標,利用實驗數據作如圖3所示的v2-W圖象.由此圖象可得v2隨W變化的表達式為
            .根據功與能的關系,動能的表達式中可能包含v2這個因子;分析實驗結果的單位關系,與圖線斜率有關的物理量應是

            (6)假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,圖中正確反映v2-W關系的是

            A.
            B.
            C.
            D.

            發布:2024/10/31 8:0:1組卷:64引用:2難度:0.5
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