题目内容

12．（1）在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，下列基本步骤中，正确的排列顺序为CBDEA．
A．松开纸带让物体带着纸带运动
B．安放纸带
C．把电火花计时器固定在桌子上
D．接通220V交流电源
E．按下脉冲输出开关，进行打点
（2）某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图1，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz．

①如果测得C、D两点间距S4=2.70cm，D、E两点间距S5=2.90cm，若DE之间的时间记为T则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为$\frac{{{s}_{4}+s}_{5}}{2T}$，小车的速度值vD=0.280m/s．（结果保留三位有效数字）
②该同学分别算出其它速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s，vc=0.258m/s，vE=0.300m/s，并设计实验数据记录表格填入框中，请在图2中坐标系中作出小车运动的v-t图象，设O点为计时起点．
时间t（s）0.10.20.30.40.5
速度v（m/s）0.2200.2410.2580.2800.300

③本实验由上述图象求得小车运动的加速度大小为a=0.20 m/s2（结果保留两位小数）
（3）如图3所示是另一同学做该实验时某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为S1=1.50cm，S2=3.88cm，S3=6.26cm，S4=8.67cm，S5=11.08cm，S6=13.49cm，则本次实验中用逐差法求小车运动的加速度的表达式为a=$\frac{{S}_{4}+{{S}_{5}+S}_{6}{-S}_{3}{-S}_{2}{-S}_{1}}{{9T}^{2}}$（请用时间间隔T和六段位移S1、S2、S3、S4、S5、S6表示），代入数据可求出加速度大小a=2.43m/s2．（结果保留两位小数）

分析 在具体进行实验操作时，一般本着先安装器材、再进行实验、最后实验完毕整理器材的步骤进行的，因此熟练打点计时器的应用步骤，即可正确解答．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出D点的瞬时速度．
每两个相邻的计数点间的时间间隔为0.1s，根据每个时刻的速度作出v-t图线．通过速度时间图线得出小车的运动规律．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，注意实验中为了使打点稳定后再进行实验，同时为了提高纸带的利用率，尽量将纸带上打满点，要先接通电源后释放纸带．要符合事物发展规律，故正确的操作步骤为：CBDEA．
（2）①根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，得
vD=$\frac{{{s}_{4}+s}_{5}}{2T}$，
代入数据得vD=0.280m/s．
②根据描点法作出图象，如图所示：
③v-t图象斜率表示加速度，a=$\frac{0.30-0.20}{0.5}$=0.20m/s2，
（4）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{{S}_{4}+{{S}_{5}+S}_{6}{-S}_{3}{-S}_{2}{-S}_{1}}{{9T}^{2}}$
代入数据可求出加速度大小a=2.43m/s2．
故答案为：（1）CBDEA．
（2）①$\frac{{{s}_{4}+s}_{5}}{2T}$，0.280
②如图
③0.20
（3）$\frac{{S}_{4}+{{S}_{5}+S}_{6}{-S}_{3}{-S}_{2}{-S}_{1}}{{9T}^{2}}$；2.43

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．

练习册系列答案
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关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是

A．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象

B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值

C．牛顿发现万有引力定律，并通过实验测出了引力常量

D．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机
6．水平地面上平放一质量为M=4kg的木板，木板左端紧靠一带有光滑圆弧轨道的木块，木块右端圆弧轨道最低点与木块等高，木块固定在水平地面上，已知圆弧轨道的半径为R=2m，木板与地面间的动摩擦因式μ2=0.2，圆弧轨道的最高点B距离木板上表面的高度为h=0.4m，现从木块的左侧距离木板上表面的高度为H=2.2m处，以v0=8m/s的水平速度抛出一可视为质点的质量为m=1kg的物块，物块从圆弧轨道的最高点B沿切线方向进入轨道，如图所示，假设物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.8，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．
（1）求物块刚进入圆弧轨道瞬间的速度；
（2）求物块刚到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（3）为了使物块始终在木板上滑动，则木板的长度应满足什么条件？
3．如图所示匀强电场的区域内，在O点处又放置一点电荷Q=+4×10-8C，a、b为以O点为圆心的圆周上的两个点，已知a点场强大小为E=$\sqrt{2}$×103N/C，方向与匀强电场的电场线夹角为45°，求：
（1）匀强电场的电场强度E′的大小和方向；
（2）圆周的半径R；
（3）又有一带正电的试探电荷q=1.6×10-9C由b点运动到a点，电场力作功为多少？（此时O点已不再放点电荷）
7．在下列描述的速度中，表示瞬时速度的是（　　）
A．子弹出膛的速度B．子弹头打到靶面的速度
C．火车钻山洞过程中的速度D．物体从楼顶到地面过程中的速度
17．实验装置（图1）探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题．

①图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续打点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3…．
②已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的h1、h2、h3，可得重锤下落到B点时的速度大小为$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为$\frac{m{（{h}_{3}-{h}_{1}）}^{2}}{8{T}^{2}}$，减小的重力势能为mgh2，在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量（填写“大于”、“等于”或“小于”）．
③取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek 和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m（保留3位有效数字）．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为$\frac{{k}_{1}-{k}_{2}}{{k}_{1}}$（用k1和k2字母表示）．
4．如图所示，质量为2m的长木板，静止地放在粗糙的水平面上，另一质量为m的小铅块（可视为质点）以水平速度v0滑上木板左端，恰能滑至木板右端且与木板保持相对静止，则下列说法错误的是（　　）
A．由于各接触面的摩擦因数未知可能出现板被铅块带动的情况
B．铅块相对于板的位移等于板长
C．由于各接触面间的摩擦因素未知可能出现木板不动，而铅块滑到板右端静止的情况
D．一定是铅块滑到板右端时与板达到共速后一起在地面上滑行再减速为静止
1．下列说法中不正确的是（　　）
A．速度不变的运动是匀速直线运动
B．加速度不变的直线运动是匀变速直线运动
C．加速度越来越小的直线运动速度一定越来越小
D．加速度为零的直线运动一定是匀速直线运动
2．如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则（　　）
A．沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值
B．两小球到达C点和D点时，重力做功相等
C．两小球到达C点和D点时，重力势能相等
D．两小球刚开始从A和B两处无初速度释放时，重力势能相等

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