17.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”.實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面.實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
(1)將一個(gè)一頭帶有定滑輪的長木板固定放在桌面上,在長木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(2)把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,連在小車后端,用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼.
(3)把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,接通電源,從靜止開始釋放小車,得到一條紙帶.
(4)關(guān)閉電源,通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系.
如圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn),A、B、C是紙帶的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,利用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示,已知所用交變電源的頻率為50Hz,問:
①打B點(diǎn)時(shí)刻,小車的瞬時(shí)速度vB=0.40m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
②本實(shí)驗(yàn)中,若鉤碼下落高度為h1時(shí),外力對小車所做的功為w0,則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí),外力對小車所做的功為$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0.(用h1、h2、w0表示)
③實(shí)驗(yàn)中,該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖丙所示.根據(jù)該圖形狀,某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想,肯定不正確的是AC
A.W∝v  B.W∝v2   C. W∝$\frac{1}{v}$   D.W∝v3
④在本實(shí)驗(yàn)中,下列做法能有效地減小實(shí)驗(yàn)誤差的是ABC.
A.把軌道右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)中控制鉤碼的質(zhì)量,使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使拉小車的細(xì)線和長木板平行
D.先讓小車運(yùn)動(dòng)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

分析 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度求解B點(diǎn)速度;
(2)根據(jù)功的定義W=Fscosα求解;
(3)根據(jù)圖象為過原點(diǎn)的曲線,結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)知識分析;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定誤差形成的原因,從而確定有效減小誤差的方法.

解答 解:(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度,故vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2601-0.1801}{0.2}=0.40m/s$,
(2)根據(jù)功的定義,有
W0=mgh1
W=mgh2
解得W=$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0
(3)圖象為過原點(diǎn)的曲線,故W與v一定不是正比關(guān)系,也一定不是反比關(guān)系.故選:AC
(4)A、本實(shí)驗(yàn)探究“功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),要使鉤碼的重力等于小車的合外力,就必須先平衡摩擦力,保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量,故AB正確,
C、調(diào)節(jié)滑輪高度,使拉小車的細(xì)線和長木板平行,讓力的方向和位移方向在同一直線上,可以減小誤差,故C正確,
D、應(yīng)該先接通電源,后放開小車,所以D錯(cuò)誤.
故選:ABC.
故答案為:(1)0.40;(2)$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0;(3)AC;(4)ABC

點(diǎn)評 本題重點(diǎn)考查了“探究功與動(dòng)能變化關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理,以及數(shù)據(jù)處理方法,解題時(shí)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析即可,難度適中.

練習(xí)冊系列答案
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A.三個(gè)小球平拋至落地的時(shí)間之比為tA:tB:tC=$\sqrt{3}$:$\sqrt{2}$:1
B.三個(gè)小球平拋至落地的時(shí)間之比為tA:tB:tC=3:2:1
C.三個(gè)小球第一落點(diǎn)的間距之比為L1:L2=($\sqrt{3}$-$\sqrt{2}$):($\sqrt{2}$-1)
D.三個(gè)小球第一落點(diǎn)的間距之比為L1:L2=1:1

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A.沿軌道I運(yùn)行至P點(diǎn)的速度等于沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的速度
B.在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期
C.沿軌道I運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度等于沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度
D.沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的速度小于沿軌道II運(yùn)行至Q點(diǎn)的速度

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12.下列關(guān)于磁場的說法中,正確的是( 。
A.磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為設(shè)定的
B.磁極和磁極之間是直接發(fā)生相互作用的
C.磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生相互作用時(shí)才產(chǎn)生
D.磁場和電場一樣,是客觀存在的物質(zhì)

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A.下落過程中,小球的機(jī)械能守恒B.小球接觸彈簧立即做減速運(yùn)動(dòng)
C.彈簧的勁度系數(shù)為$\frac{mg}{{x}_{0}}$D.彈簧的最大彈性勢能為3mgx0

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