题目内容
【题目】某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_____。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
（2）图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s。
（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是（____）
【答案】 C 0.75 B
【解析】（1）根据实验原理可知，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故AB错误，C正确；
故选：C；
（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即：△x=aT2，
解得：a=
=
=0.75m/s2．
（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系，即为不是过原点的一条倾斜直线，实验存在阻力，故B符合；
点晴: 根据实验原理，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．
【题型】实验题
【结束】
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【题目】如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C （不计空气阻力）试求：
（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；
（2）物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功；
（3）物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。
【答案】（1）3.5mgR（2）－mgR（3）2R
【解析】(1)设物体在B点的速度为vB，对轨道的压力为FNB，
则有：FNB－mg＝
又FNB＝8mg ∴
mvB2＝3.5mgR
由能量转化与守恒定律可知：弹性势能Ep＝
mvB2＝3.5mgR……………….(4分)
(2)设物体在C点的速度为vC
由题意可知：mg＝
物体从B点运动到C点的过程中，设阻力做的功为W，由动能定理得W－2mgR＝
mvC2－
mvB2
解得W＝－mgR………………………(4分)
(3)物体离开C点后做平抛运动，设落地点与B点的距离为s，
由平抛运动规律得s＝vCt,2R＝
gt2
解得s＝2R………………………. （2分）
本题考查圆周运动，在B点由弹力和重力提供向心力，由A点到B点，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，由此可求得弹性势能，在C点由重力提供向心力，从B点到C点应用动能定理可求得克服阻力做功
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