题目内容

（一）如图1所示，某人要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70kg．下表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m，请根据下表中的数据解决下列问题：
（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？
（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小．
（3）人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离．（取g=10m/s2）
位置ABC
速度（m/s）2.012.0
时刻（s）4.010.0

（二）、竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用长为l的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球，将平行金属板按如图2所示的电路图连接．当滑动变阻器R在a位置时，绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°，当将滑片缓慢地移动到b位置时，夹角为．两板间的距离大于l，重力加速度为g．问：
（1）小球在上述两个平衡位置时，平行金属板上电势差之比U1：U2=？
（2）若保持变阻器滑片位置在a处不变，对小球再施加一个拉力，使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到，则此过程中拉力做的功W=？
【答案】分析：（一）（1）根据A、B两点机械能之差求出机械能的损失．
（2）对BC段运用牛顿第二定律和运动学公式求出阻力的大小．
（3）根据动能定理求出人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离．
（二）（1）根据共点力平衡求出电场力与偏转角度的关系，从而根据匀强电场强度与电势差的关系求出两金属板间的电势差之比．
（2）绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到，运用动能定理求出拉力做功的大小．
解答：解：（一）（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为
代入数据解得△E=9.1×103J   
（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度大小 
根据牛顿第二定律有 Ff=ma
解得  N      
（3）由动能定得得  
代入数据解得  x=36m   
（二）
（1）小球处于静止状态，受力情况如图所示：
由平衡条件得：=tanθ
设两极板间的距离为d，则U=Ed     
所以：在两个平衡位置时，两金属板间电势差之比为：U1：U2=tan30°：tan60°=1：3
（2）设该过程拉力对小球做功W，用动能定理得：W+qEl（sin60°-sin30°）-mgl（cos30°-cos60°）=0．
又  qE=mgtan30°
所以  
答：（一）（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为9.1×103J．
（2）阻力的大小N．
（3）人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离为36m．
（二）（1）小球在上述两个平衡位置时，平行金属板上电势差之比U1：U2=1：3．
（2）此过程中拉力做的功．
点评：运用动能定理解题首先要确定研究对象和研究过程，分析过程中有哪些力做功，结合动能定理列式求解．
练习册系列答案
相关题目
某同学在用电火花计时器做探究匀变速直线运动规律的实验时，

（1）使用计时器时，下列说法正确的是
AD
AD

A．应使用220V的交流电
B．使用时应当先放开小车，使其运动起来，再接通电源
C．也可以使用干电池为电火花计时器的电源
D．每打完一条纸带要及时切断计时器的电源
（2）实验中，取下一段如图1所示的纸带研究其运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，若物体做理想的匀加速直线运动，则物体的加速度为
2.0
2.0
m/s2，打计数点O时物体的瞬时速度为
0.30
0.30
m/s（保留二位有效数字）
（3）该同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图1所示，由此判断纸带运动情况是
D
D
．
A．先匀速后减速
B．先加速后匀速
C．先减速后加速
D．先加速后减速．
物理--选修3-4
（1）如图1所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是
CD
CD
：
A．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短
B．P点比Q点先回到平衡位置
C．在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动
D．甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样
（2）如图2所示，MN是一条通过透明球体球心的直线．在真空中波长为λ0=564nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的
2
倍，且与MN所成的角α=30°．
（3）将光路补充完整，标明相应的入射角i和折射角r；
（4）求透明体的折射率．
为研究做匀加速直线运动的实验小车在某一时刻的瞬时速度，把穿过打点计时器的纸带一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带被打出一系列的点，其中有一段如图1所示：将这些点标上代号，测出1至4各点到P点的距离S1--S4，以及P点到5至8各点的距离S5--S8．算出小车从各点运动到P点的时间△t内的平均速度
.
v
（
.
v1
=
S1
4T
，
.
v2
=
S2
3T
，…，
.
v8
=
S8
4T
），得到如下的记录表格：
计时点 1 2 3 4 P 5 6 7 8
△t（s） -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.02 0.04 0.06 0.08
.
v
（cm/s）		 70.3 72.3 75.5 77.5 83.0 85.5 87.0 90.0
①请以横轴代表时间△t（以打点计时器打下P点的时刻作为零时刻），以纵轴代表平均速度
.
v
，在图2上作出
.
v
-△t图．
②根据作出的图回答：打点计时器打下P点时，实验小车的瞬时速度大小是
80.0
80.0
cm/s．
某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
①还需要补充的实验器材是
天平 刻度尺
天平 刻度尺
．
②某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．
他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在图示情况下还应该采取的一项具体操作是：
平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．
平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．
；应控制的实验条件是：
实验中保持m＜＜M．
实验中保持m＜＜M．
；
③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图2中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（S4-S1）
mg（S4-S1）
；该滑块动能改变量的表达式为△EK=
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
．（结果用题中已知物理量的字母表示）
某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置：水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动实现平衡摩擦力．

①该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？
（回答“是”或“否”）
否
否
；
②实验需要用游标卡尺测量挡光板的宽度l，如图所示l=
5.50
5.50
mm；
③实验获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离s，某次实验过程：力传感器的读数F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2．小车通过光电门2后砝码盘才落地．该实验需验证的表达式是
Fs=
1
2
M(
l
t2
)2-
1
2
M(
l
t1
)2
Fs=
1
2
M(
l
t2
)2-
1
2
M(
l
t1
)2
．
④若利用该实验装置验证“牛顿第二定律”．控制小车的质量不变，通过改变砝码盘里砝码的质量重复实验，探究合外力和加速度的关系．下列图象用力传感器的示数F为横坐标，可以表示该实验结果的是
B
B


⑤若用该实验装置，通过多次改变小车的质量探究质量和加速度的关系，以下说法正确的是
A
A

A、需要控制力传感器的读数F不变
B、需要控制砝码盘和砝码的总质量不变
C、需要控制小车所受的合外力不变，因此需要改变砝码盘和砝码的总质量，力传感器的读数F也会发生改变
D、以上说法都不对．

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