(1)某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计

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  • 解题思路:(1)根据图象用直线将点相连,误差较大的点舍去;结合动能定理的表达式分析图象的可得出图象中有关合外力表达式;实验中将拉力作为了合力,但若不平衡摩擦力,则会造成较大的误差.

    (2)物体做圆周运动时,由于物体处于完全失重状态,对支持面没有压力,则物体做圆周运动的向心力由拉力提供,结合牛顿第二定律列出表达式,从而得出待测物体质量的表达式以及所需测量的物理量.

    (1)①以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象,如图所示:

    由动能定理可得:W=Fx=[1/2]mv2-[1/2]mv02=[1/2]m(v2-v02

    化简得△v2=[2F/m]

    则可知图象的斜率等于[2F/m],

    由图可知,图象的斜率为2.5;合外力F=0.25N;

    ②实验中是将物体的重力充当了小车的拉力,由于小车受到桌面的摩擦力,故会使合力小于物体的重力,造成较大的误差,故应未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响).措施是把木板不带定滑轮的那一端适当垫高,以平衡摩擦力.

    (2)①因为卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计;

    ②物体做匀速圆周运动的向心力由拉力提供,根据牛顿第二定律有:F=m(

    T)2r=ma,可知要测出物体的质量,则需测量弹簧秤的示数F,圆周运动的半径r,以及物体做圆周运动的周期T.

    ③根据F=m(

    T)2r=ma,得m=

    FT2

    4π2r.

    故答案为:(1)①0.25;②未平衡摩擦力;把木板不带定滑轮的那一端适当垫高,以平衡摩擦力;

    (2)①物体对支持面无压力;②弹簧秤拉力F、圆周运动半经r、周期T;③

    FT2

    4π2r.

    点评:

    本题考点: 探究功与速度变化的关系.

    考点点评: 解决本题的关键知道物体做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.对于实验的考查应要注意实验的原理,通过原理体会实验中的数据处理方法及仪器的选择.有条件的最好亲手做一下实验.

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