17.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置來研究有關(guān)做功的問題.
如圖(一)所示,在保持M>>m條件下,可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力,在控制小車的質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

在實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后放開紙帶,已知交流電的頻率為50Hz,如圖(二)是在沙和沙桶質(zhì)量m=100g,小車M=1kg情況下打出的一條紙帶,O為起點(diǎn),A、B、C為過程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出,有關(guān)數(shù)據(jù)如圖(二),則打B點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能為0.498J,從開始運(yùn)動(dòng)到打至B點(diǎn)時(shí),繩的拉力對小車做功W=0.500J.(保留3位有效數(shù)字g=9.8m/s2)繩的拉力對小車做功W大于小車獲得的動(dòng)能Ek,導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因摩擦沒有完全抵消掉.

分析 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)時(shí)的速度,從而求出小車此時(shí)的動(dòng)能.根據(jù)拉力的大小,結(jié)合移動(dòng)的位移求出拉力做功的大。
繩子對小車做功與小車獲得的動(dòng)能不等的原因有:摩擦力未平衡,或沙和沙桶的重力大于繩子的拉力.

解答 解:由平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可知,B點(diǎn)的速度為:vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{(62.00-42.05)}{0.2}$cm/s=99.75cm/s=0.9975m/s,
小車的動(dòng)能為:Ek=$\frac{1}{2}$Mv2=$\frac{1}{2}$×1×0.99752≈0.498J.
繩子拉力對小車做功的大小為:W=mgx=0.1×9.8×0.5101J≈0.500J.
繩子拉力對象小車做功大于小車獲得的動(dòng)能,主要的原因是摩擦沒有完全抵消掉.
故答案為:(1)0.498,0.500;(2)摩擦沒有完全抵消掉

點(diǎn)評 本題考查探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn),解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶處理的方法,會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度,以及知道實(shí)驗(yàn)誤差形成的原因,明確阻力作用所帶來的影響.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.關(guān)于物體的重心,下列說法正確的是( 。
A.形狀規(guī)則的物體的重心,一定在它的幾何中心上
B.形狀不規(guī)則的物體的重心,不可能在它的幾何中心上
C.物體的重心位置跟物體的質(zhì)量分布和幾何形狀有關(guān)
D.用懸掛法尋找物體的重心,當(dāng)物體靜止時(shí),細(xì)線的方向一定通過重心

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.關(guān)于彈力和摩擦力,下列說法中錯(cuò)誤的是(  )
A.某接觸面,有摩擦力必有彈力
B.某接觸面,有彈力必有摩擦力
C.彈力和摩擦力都是接觸力
D.同一接觸面上彈力和摩擦力一定互相垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.對下列概念、公式的理解,正確的是( 。
A.任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢降落最快的方向
B.根據(jù)E=$\frac{F}{q}$,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度和試探電荷的電荷量q成反比
C.根據(jù)W=qU,一個(gè)電子(-e)在電勢差為1V的兩點(diǎn)間被電場加速,電場力做功為1J
D.根據(jù)Uab=$\frac{W_{ab}}{q}$,若帶電荷量為1×10-5C的正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),克服電場力做功為1×10-5J,則a、b兩點(diǎn)的電勢差為Uab=1V,且a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示,長L=16m的傳送帶與水平方向的傾角為37°,在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v0=6m/s 的速率順時(shí)針方向運(yùn)行,在傳送帶的B端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送帶上的物塊擋。趥魉蛶У腁端無初速地放一質(zhì)量m=1kg的物塊,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,物塊與擋板的碰撞能量損失及碰撞時(shí)間不計(jì).(sinθ=0.6,cosθ=0.8,g=10m/s2)求:
(1)物塊從A處第一次滑到P處的過程中,物塊在傳送帶上留下的“擦痕”長度?
(2)物塊與擋板P第一次碰撞后,上升到最高點(diǎn)時(shí)到擋板P的距離?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.在一東西向的水平直鐵軌道上,停放著一列已用掛鉤連接好的車廂.當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí),連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F;當(dāng)機(jī)車在西邊拉著這列車廂以大小為$\frac{2}{5}$a的加速度向東行駛時(shí),連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小仍為F.不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦,每節(jié)車廂質(zhì)量相同,則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為( 。
A.7B.10C.15D.21

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9.質(zhì)量為m的小球從空中某點(diǎn)由靜止釋放,下落高度h后加上一豎直向上的恒力,再經(jīng)過相同時(shí)間小球又回到原出發(fā)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,小球始終沒有落地,重力加速度為g,則下列說法中錯(cuò)誤的是( 。
A.從加恒力開始到小球返回原出發(fā)點(diǎn)的過程中,恒力做的功為2mgh
B.從加恒力開始到小球下落至最低點(diǎn)的過程中,小球的動(dòng)能減少了mgh
C.從開始下落到小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程中,小球的重力勢能減少了$\frac{4}{3}$mgh
D.小球返回原出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小為$\sqrt{8gh}$

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

6.如圖所示,半徑R=1.0m、圓心角θ=106°的光滑圓軌道AC與粗糙的固定斜面相切于C點(diǎn).A、C為圓弧的兩端點(diǎn),其連線水平,B為圓弧的最低點(diǎn).質(zhì)量m=0.1kg的小球以v0=5m/s的速度從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道,離開C點(diǎn)后沿斜面運(yùn)動(dòng)最高可到達(dá)D點(diǎn).小球與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{1}{3}$,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道壓力的大;
(2)D點(diǎn)與C點(diǎn)的高度差.

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7.在一水平向右勻速傳輸?shù)膫魉蛶У淖蠖薃點(diǎn),每隔T的時(shí)間,輕放上一個(gè)相同的工件,已知工件與傳送帶間動(dòng)摩擦因素為μ,工件表面帶有污漬,經(jīng)測量,發(fā)現(xiàn)后面那些已經(jīng)和傳送帶達(dá)到相同速度的工件之間的距離為x,下列判斷正確的有( 。
A.傳送帶的速度為$\frac{x}{T}$
B.傳送帶的速度為2$\sqrt{2μgx}$
C.每個(gè)工件在傳送帶上留下的污跡長$\frac{{x}^{2}}{(2ug{T}^{2})}$
D.每個(gè)工件在傳送帶上加速時(shí)間為$\frac{x}{(2ugT)}$

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