题目内容
5．
某同学设计了一个实验来感受向心力．如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体20cm处标为点A，40cm处标为点B．将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时．步骤一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F1．
步骤二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小F2．
步骤三：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动两周，体会此时绳子拉力的大小F3．
（1）操作一中可以感受到细绳对手的拉力方向沿绳子向圆心；
（2）如果在上述操作中突然松手，小物体将做匀速直线运动；
（3）上述操作过程中，你能定性得到的结论是当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大．
分析 （1）匀速圆周运动的向心力是合外力提供向心力，通过分析受力即知．
（2）突然松手，小物体将做离心运动，结合物体的受力情况，分析其运动情况．
（3）根据向心力公式F=mω2r，采用控制变量法，结合牛顿第二定律进行求解．
解答 解：（1）小物体做匀速圆周运动时，竖直方向受到重力与支持力，二力平衡，向心力由绳子拉力提供，所以绳子对手拉力的方向沿绳子指向圆心．
（2）在上述操作中突然松手，绳子的拉力突然消失，小物体将做匀速直线运动．
（3）上述操作过程中，可以得出，当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大．
故答案为：（1）沿绳子向圆心，（2）匀速直线；（3）当质量和角速度不变，运动半径越大，向心力越大；当质量和运动半径不变，运动角速度越大，向心力越大
点评 本题关键选择向心力公式的恰当形式结合题意讨论，并掌握牛顿第二定律的应用，及控制变量法的思想．
练习册系列答案
探究与巩固河南科学技术出版社系列答案
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如图所示，两个长均为L的轻质杆，通过A、B、C上垂直纸面的转动轴与A、B、C三个物块相连，整体处于竖直面内．A、C为两个完全相同的小物块，B物块的质量与A小物块的质量之比为2：1，三个物块的大小都可忽略不计．A、C两物块分别带有+q、-q的电荷量，并置于绝缘水平面上，在水平面上方有水平向右的匀强电场，场强为E，物块间的库仑力不计．当AB、BC与水平面间的夹角均为53°时，整体恰好处于静止状态，一切摩擦均不计，并且在运动过程中无内能产生，重力加速度为g，（sin53°=0.8，cos53°=0.6），则B物块的质量为$\frac{8Eq}{3g}$；若将B物块略向下移动一些，并由静止释放，则B物块到达地面前瞬时速度的大小为$\sqrt{gL}$．
16．
如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v?t图线如图（b）所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为己知量，则不可求出（ ）
如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v?t图线如图（b）所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为己知量，则不可求出（ ）| A． | 斜面的倾角 | B． | 物块的质量 | ||
| C． | 物块与斜面间的动摩擦因数 | D． | 物块沿斜面向上滑行的最大高度 |
13．采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示：
现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤．
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（多选）CD．
A．天平 B．秒表 C．刻度尺 D．220V交流电源
（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h．
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v．
以上方案中只有一种正确，正确的是D．（填入相应的字母）
（3）甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图2所示．选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2．已知重锤的质量为m，打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g．从起始点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减小量为△EP=mg（s0+s1），重锤动能的增加量为△EK=$\frac{{m{{（{s_1}+{s_2}）}^2}{f^2}}}{32}$．在误差充许的范围内，如果△EP=△EK，则可验证机械能守恒．
（4）乙同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到起始点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v．各计数点对应的数据见表：
他在如图3所示的坐标中，描点作出v2-h图线．由图线可知，重锤下落的加速度g′=9.75m/s2（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度g=9.80m/s2，如果在误差允许的范围内g′=g或9.80，则可验证机械能守恒．
现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤．
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（多选）CD．
A．天平 B．秒表 C．刻度尺 D．220V交流电源
（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h．
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v．
以上方案中只有一种正确，正确的是D．（填入相应的字母）
（3）甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图2所示．选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2．已知重锤的质量为m，打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g．从起始点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减小量为△EP=mg（s0+s1），重锤动能的增加量为△EK=$\frac{{m{{（{s_1}+{s_2}）}^2}{f^2}}}{32}$．在误差充许的范围内，如果△EP=△EK，则可验证机械能守恒．
（4）乙同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到起始点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v．各计数点对应的数据见表：
| 计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| h/m | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
| v/（m•s-1） | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
| v2/（m2•s-2） | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
如图所示，在水平地面上向右做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度为v1和v2．
14．
远距离输电线路示意图如图所示，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压及输电线的电阻均不变．则（ ）
远距离输电线路示意图如图所示，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压及输电线的电阻均不变．则（ ）| A． | 用户负载增加时，升压变压器的原线圈中电流不变 | |
| B． | 降压变压器的原线圈中电流较小，用较粗的导线绕制成 | |
| C． | 因为先升压后又要降压，所以不用变压器直接输电更节约电能 | |
| D． | 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 |
