平面小车、斜面小车

平面小车、斜面小车模型平面小车、斜面小车模型4(2011海南).现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_ 。动能的增加量可表示为_ 。若在运动过程中机械能守恒，1/t2与s的关系式为 _ (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：以s为横坐标，1/t2为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_ (保留3位有效数字).。()hMm gsd221()2bmMt2212()()hMdm gstMm db214.10sm2.40由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出1/t2-s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律2009年高考广东物理卷年高考广东物理卷某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究某试验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定动能定理理”。如图。如图5-4-8，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小。小车时的速度大小。小车中可以放置砝码。中可以放置砝码。(1)实验主要步骤如下：实验主要步骤如下：测量测量_和拉力传感器的总质量和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉；把细线的一端固定在拉 力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。将小车停在将小车停在C点，点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线，小车在细线拉动下运动，记录细线 拉力及小车通过拉力及小车通过A、B时的速度。时的速度。在小车中增加砝码，或在小车中增加砝码，或_，重复，重复的操作。的操作。(2)下表是他们测得的一组数据，其中下表是他们测得的一组数据，其中M是是M1与小车中砝码质量之和，与小车中砝码质量之和，|v22-v12|是两个是两个速度传感器速度传感器 记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E,F是拉力传感器受到的拉力，是拉力传感器受到的拉力，W是是F在在A、 B间所做的功。表格中的间所做的功。表格中的E3=_，W3=_。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字) 数据记录表数据记录表(3)根据上表，请在图根据上表，请在图5-4-9中的方格纸上作出中的方格纸上作出E-W图线。图线。图图5-4-8图图5-4-9小车、砝码小车、砝码然后释放小车然后释放小车减少砝码减少砝码0.6000.610次数次数M/kg|v12-v22|/(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.432014新课标新课标122.某同学利用图某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度加速度a与钩码的质量与钩码的质量m的对应关系图，如图的对应关系图，如图(b)所示。实验中小所示。实验中小车车(含发射器含发射器)的质量为的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题：到。回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成_(填填“线性线性”或或“非线性非线性”)关系。关系。(2)由图由图(b)可知，可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是图线不经过原点，可能的原因是_。(3)若利用本实验装置来验证若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是，钩码的质量应满足的条件是_。（2009江苏）江苏）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置的实验装置如图甲所示如图甲所示.（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器大点的时间间隔为示。计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每从比较清晰的点起，每5个点取一个个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度加速度a与砝码盘中砝码总重力与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：的实验数据如下表：请根据实验数据作出请根据实验数据作出a-F的关系图像的关系图像.（3）根据提供的试验数据作出的）根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因。图线不通过原点，请说明主要原因。砝码盘中砝码总重力0.1960.3920.5880.7840.980加速度s-2）0.691.181.662.182.70体会：探究对象稳中有变体会：探究对象稳中有变