题目内容

11．某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=2.35mm．
（2）下列实验要求中不必要的一项是A（请填写选项前对应的字母）．
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B．应使A位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调至水平
D．应使细线与气垫导轨平行
（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是C（请填写选项前对应的字母）．
A．作出“t-F图象”
B．作出“t2-F图象”
C．作出“t2-$\frac{1}{F}$图象”
D．作出“$\frac{1}{t}$-F2图象”

分析 （1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；
（2）从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤；
（3）根据运动学公式计算加速度，根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式，从而确定处理数据时应作什么图象．

解答 解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+7×0.05mm=2.35mm；
（2）A、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；
B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；
C、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；
本题选不必要的，故选：A．
（3）根据牛顿第二定律得a=$\frac{F}{M}$，
根据v2=2ax可得：
（$\frac{d}{t}$）2=2（$\frac{F}{M}$）L
解得：t2=$\frac{M{d}^{2}}{2LF}$
所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-F图象或作出t2-$\frac{1}{F}$图象，故C正确．
故选：C
故答案为：（1）2.35；（2）A；（3）C

点评 本题考查探究功和速度之间的关系，要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．要求能够根据实验原理分析操作的合理性．

练习册系列答案
相关题目
1．如图所示一列波向右传播，则（　　）
A．A点斜向上运动B．B点的加速度最大
C．C点的速度为0D．D点的运动方向竖直向下
2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接u=150$\sqrt{2}$sin100πt（V）的交变电流，副线圈连在电路中的电阻R的阻值为24Ω，电压表为理想电表，则（　　）
A．将A、B直接连接，理想电压表的读数为30$\sqrt{2}$V
B．在A、B间连接一理想电流表，理想电流表的读数为$\frac{5\sqrt{2}}{4}$A
C．在A、B间连接一（9W，18V）的灯泡，灯泡能够正常发光
D．在A、B间连接一滑动变阻器，滑动变阻器的阻值为24Ω时，变压器的输入功率最大
19．在利用打点计时器时验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中．
（1）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，某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是D
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，测算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$计算出高点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，测算出瞬时速度v．
（2）已知当地重力加速度为g，使用交流电的频率为f．在打出的纸带上选取连续打出的五个点A、B、C、D、E，如图所示，测出A点距离起始点O的距离为S0，A、C两点间的距离为S1，C、E两点间的距离为S2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式$32g（{s_0}+{s_1}）={f^2}{（{s_1}+{s_2}）^2}$，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中，往往吹出现物体的动能增加量略小于重力势能的减小量，出现这样结果的主要原因是打点计时器对纸带的阻力做功．
6．某人造卫星进入一个绕地球转动的圆形轨道上，它每天绕地球转8周，假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍，则此人造卫星（　　）
A．绕地球运行的周期等于3h
B．距地面高度为地球半径的1.65倍
C．绕地球运行的速率为地球同步卫星绕地球运行速率的2倍
D．绕地球运行的加速度与地球表面重力加速度之比为400：1089
16．下列说法正确的是（　　）
A．亚里士多德提出物体的运动不需要力来维持
B．伽利略用“月-地检验”正式了万有引力定律的普适性
C．物体做曲线运动时，速度一定变化
D．物体在恒力作用下一定做直线运动
3．家电待机耗电问题常常被市民所忽略．北京市电力公司曾举办“计量日进您家”活动，免费上门为市民做家庭用电耗能诊断分析．在上门实测过程中，技术人员发现电视机待机一天的耗电量在0.2度左右，小小机顶盒一天的待机耗电量更是高达0.4度．据最新统计温州市的常住人口约1000万人，参考下表数据，估算每年温州市家庭用电器待机耗电量约为（　　）
家庭常用电器电视机洗衣机空调电脑
户均数量（台）2121
电器待机功耗（W/台）10204040
A．4×105度B．4×107度C．4×109度D．4×1011度
20．如图所示，ABCD为竖直放在场强为E=104 N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环（B为半圆弧的中点），轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD=2R，把一质量m=100g、带电荷量q=10-4 C的负电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，
小球在轨道的内侧运动．g=10m/s2，求：
（1）它到达B点时的速度是多大？
（2）它到达B点时对轨道的压力是多大？
1．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r（略小于管道半径），则下列说法正确的是（　　）
A．小球通过最高点时的最小速度vmin=$\sqrt{g（R+r）}$
B．小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

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