内容正文:
实验四 探究加速度与力、质量的关系
章末素养提升
命题研习·素养提升
命题点一 功与功率的理解与应用和功能关系
1.(2022·广东卷,9)(多选)如图所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的有( )
A.从M到N,小车牵引力大小为40 N
B.从M到N,小车克服摩擦力做功800 J
C.从P到Q,小车重力势能增加1×104 J
D.从P到Q,小车克服摩擦力做功700 J
ABD
BCD
3.(2021·浙江1月选考,19)如图所示,质量m=2 kg 的滑块以v0=16 m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑,经t=2 s滑行到最高点。然后,滑块返回到出发点。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求滑块:
(1)最大位移值x;
答案:(1)16 m
3.(2021·浙江1月选考,19)如图所示,质量m=2 kg 的滑块以v0=16 m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑,经t=2 s滑行到最高点。然后,滑块返回到出发点。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求滑块:
(2)与斜面间的动摩擦因数;
答案:(2)0.25
3.(2021·浙江1月选考,19)如图所示,质量m=2 kg 的滑块以v0=16 m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑,经t=2 s滑行到最高点。然后,滑块返回到出发点。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求滑块:
(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。
答案:(3)67.9 W
命题点二 动能定理的应用
B
命题点三 实验:验证机械能守恒定律
5.(2022·湖北卷,12)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小钢球的初始释放位
置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图象是一条直线,如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值
为 。
答案:(1)-2
5.(2022·湖北卷,12)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小钢球的初始释放位
置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图象是一条直线,如图乙所示。
(2)由图乙得:直线的斜率为 ,小钢球的重力为 N。
(结果均保留2位有效数字)
答案:(2)-2.1 0.59
5.(2022·湖北卷,12)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin。改变小钢球的初始释放位
置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图象是一条直线,如图乙所示。
(3)该实验系统误差的主要来源是 (单选,填正确答案标号)。
A.小钢球摆动角度偏大
B.小钢球初始释放位置不同
C.小钢球摆动过程中有空气阻力
答案:(3)C
解析:(3)该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力,使得机械能减小,故选C。
(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为 ,钩码的动能增加量为 ,钩码的重力势能增加量为 。
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示。由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是 。
答案:(2)见解析
解析:(2)钩码机械能的增加量,即钩码动能和重力势能增加量的总和,若无阻力做功则