1.在探究功与物体速度变化关系的实验中,根据实验数据作出的W-v图象,下列符合实际的是( )
解析:根据实验探究知道W∝v2,故W-v图象应是开口向上的抛物线的一部分,故B对,A、C、D都错.
答案:B
2.利用重锤下落探究外力做功与物体动能变化实验中,下面叙述正确的是( )
A.应该用天平称出物体的质量
B.应该选用点迹清晰、特别是第一点没有拉成长条的纸带
C.操作时应先放纸带再通电
D.打点计时器应接在电压为4~6 V的直流电源上
解析:因为要记录重锤自由下落的情况,所以操作时应先通电再放纸带,且用交流电源,因求证mgh=mv2,故不需要称物体的质量.
答案:B
3.某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理”的实验.在尽量减小摩擦阻力的情况下,先接通打点计时器的电源,再释放纸带,让质量m=1.00 kg的重物由静止下落,在纸带上打出一系列的点,如图乙所示,A、B、C分别为所选取的计数点,且O为开始打出的第一个点,OA之间有若干点未标出,相邻计数点的时间间隔为0.02 s,重力加速度g取9.8 m/s2.
(1)释放纸带前,纸带的________(选填“O”或“C”)端在上面;
(2)重物从O运动到B的过程中,动能的变化量ΔE=________(取两位有效数字);
(3)请列举一种能有效减小实验误差的做法:_______________.
解析:(1)O点为打出的第一个点,速度为0,与重物相连的纸带在下端,应该先打点.所以释放纸带前,纸带的C端在上面.
(2)利用匀变速直线运动的推论,得
vB== m/s=1.157 5 m/s.
ΔEk=mv=×1×(1.157 5)2 J=0.67 J.
(3)可以多次测量求平均值以减小实验误差.
答案:(1)C (2)0.67 (3)多次测量求平均值
4.在用自由落体运动探究外力做功与动能关系时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O点是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的三个点,该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).已知打点计时器电源频率为50 Hz,重物质量为m,当地重力加速度g=9.80 m/s2.
(1)这三组数据中不符合有效数字读数要求的是________.
(2)该同学用重物在OB段的运动来探究两者之间的关系,先计算出该段时间重力做的功为________,接着从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B点是打点计时器打下的第九个点,他用vB=gt计算B点对应的重物的瞬时速度,得到动能的增加量为________(均保留三位有效数字).这样他发现重力做的功________(选填“大于”或“小于”)动能的增加量,造成这一错误结论的原因是____________
_____________________________________________________.
解析:(1)从有效数字的位数上不难得出15.7不符合有效数字的读数要求.
(2)重力做的功WG=mghOB=m×9.80×12.42×10-2≈1.22m,
vB=gt=9.80×0.16 m/s=1.568 m/s,
动能的增加量ΔEk=mv=m×1.5682≈1.23m.
ΔEk>WG,造成这一现象的原因是计算重物速度时,认为重物下落加速度为g,而实际由于重物下落过程中受到空气阻力作用,故重物的加速度小于g,将重物的速度算大了.应该用AC段的平均速度计算,即vB=(T=0.02 s).
答案:(1)15.7 (2)1.22m 1.23m 小于 认为重力加速度为g而使得重物的速度偏大