某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律.该小组设计的装置如图甲所示,光滑水平桌面离地高度为H=0.8m,轻质弹簧左端固定于竖直挡板上,挡板到桌面右端的距离恰好等于弹簧的原长.实验时将一质量为m=200g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙
2019-06-21
某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律.该小组设计的装置如图甲所示,光滑水平桌面离地高度为H=0.8m,轻质弹簧左端固定于竖直挡板上,挡板到桌面右端的距离恰好等于弹簧的原长.
实验时将一质量为m=200g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示),筛选出5张频闪照片,用刻度尺测得照片中的桌面离地高度h=50.0mm,再测出5张照片中的x和s,记录到下表中.取重力加速度g=10m/s2.
频闪照片序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
x/mm | 4.0 | 8.0 | 12.0 | 16.0 | 18.0 |
s/mm | 32.0 | 64.2 | 95.9 | 128.6 | 143.3 |
(1)分析图乙中滑块的位置分布规律,可知该相机每秒能拍摄___张照片.
(2)根据表中数据在答题卡相应坐标图(如图丙)中画出s-x图象.
(3)若测得s-x图象的斜率为k,则弹簧对滑块的功W可以表示成___
A.W= x2 B.W= x2 C.W= x2 D.W= kx2.
优质解答
(1)根据平抛运动规律可知,滑块落地时间t===0.4s;由图可知,0.4s中拍摄了6张照片,则可知,1s内能拍摄的照片数n=×6=15张;
(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)根据题意意可知,滑块实际的水平距离x′=x;
根据平抛运动规律可知,s=vt
则解得v==s′
则可知,弹簧做的功W=mv2=;
因s=kx,代入可得:
W==x2
故选:C
故答案为:(1)15;(2)如图所示;(3)C
(1)根据平抛运动规律可知,滑块落地时间t===0.4s;由图可知,0.4s中拍摄了6张照片,则可知,1s内能拍摄的照片数n=×6=15张;
(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)根据题意意可知,滑块实际的水平距离x′=x;
根据平抛运动规律可知,s=vt
则解得v==s′
则可知,弹簧做的功W=mv2=;
因s=kx,代入可得:
W==x2
故选:C
故答案为:(1)15;(2)如图所示;(3)C