题目内容

12．均匀木棒AB一端支在水平地面上，另一端在斜向下的力F作用下保持静止状态，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．地面肯定是不光滑的
B．地面对木棒B端的作用力方向竖直向上
C．地面对木棒B端的作用力方向沿木棒向上
D．木棒对地面作用力方向肯定不是垂直地面向下

分析 杆处于平衡状态，合力为零，合力矩也要为零，对其受力分析，将地面的支持力和摩擦力合成为一个力考虑，根据三力平衡的条件分析即可．

解答 解：AB、对杆AB受力分析，受重力、拉力F、地面的作用力（支持力和静摩擦力的合力），根据平衡条件，地面的作用力不可能竖直向上，否则不能平衡，故地面对物体有静摩擦力和支持力，故A正确，B错误；
C、对杆AB而言，以A点为支点，如果地面对木棒B端的作用力方向沿木棒向上，则该力的力矩为零，重力的力矩不为零，则合力矩不为零，矛盾，故C错误；
D、由于地面对杆的作用力不可能竖直向上，故木棒对地面作用力方向肯定不是垂直地面向下，故D正确；
故选：AD

点评 本题考查平衡条件，要考虑转动情况，即合力为零，合力矩同样为零；
求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析，不能多力，也不能少力，对于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，对于非特殊角，可采用相似三角形法求解，对于多力平衡，一般采用正交分解法．

练习册系列答案
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10．如图所示，质量为10kg的木块置于动摩擦因数为0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下以2m/s2的加速度由静止开始运动，取g=10m/s2．求：
（1）3s末木块的动能；
（2）3s内拉力做的功．
3．实验室里用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律，实验所用电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，让重锤自由下落，重锤拖着纸带运动打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，进而验证机械能是否守恒．

（1）下面是该实验的几个操作步骤，其中操作不当或错误的是BD；（选填选项对应字母）
A．按照如图所示安装实验装置
B．将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上
C．用天平测出重锤的质量
D．释放纸带，然后接通电源打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离
（2）从打出的多条质点中选择一条理想的纸带如图2所示，其中O为起点，A、B、C为三个计数点，每相邻两个计数点间还有一个点未标出，打点计时器使用的电源频率为50Hz，用毫米刻度尺测得OA=11.04cm，OB=17.69cm，OC=25.90cm，用天平测得重锤质量m=0.2kg．利用测得的数据，可得重锤从开始下落到打下B点过程中，重锤动能增加了0.308J，其重力势能减小了0.347J．（重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）
（3）实验中发现重锤动能的增加量往往略小于重力势能的减小量，产生这一结果的主要原因是纸带受到摩擦力及重锤受到空气阻力的作用，请你列举出一条减小误差的措施让纸带保持竖直释放或选用质量大而体积小的重锤．
20．某同学设计了一个如图1所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块B和C质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦．实验中该同学在砝码总质量   （m+m′=m0）保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过对实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数．

（1）该同学手中有电磁打点计时器．复印纸．纸带，10个质量均为100g的砝码．滑块．一端带有定滑轮的长木板．细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有AD．
A．毫米刻度尺B．秒表C．天平D．低压交流电源
（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图2所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一个计数点（中间4个点未画出），分别记为A．B．C．D．E．F，各计数点到O点的距离分别为OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm．打点计时器打点的频率为50Hz，则由此纸带可得到打E点时滑块的速度v=0.53m/s，此次实验滑块的加速度a=0.81m/s2．（结果均保留两位有效数字）
（3）在实难数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图3所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.3．（g取10m/s2）
7．如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（　　）
A．圆形线圈中产生的感应电动势E=4.5V
B．在0～4s时间内通过电阻R的电荷量q=8C
C．设b端电势为零，则a端的电势φa=3V
D．在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18J
17．如图所示，水平放置的平行金属板内部有竖直向下的匀强电场（未画出），两个质量相同的带电粒子a、b（重力不计）从两板左端连线的中点以相同速率水平射入板间，沿不同的轨迹运动，最后都打在金属板上．则下列判断正确的是（　　）
A．粒子a带正电，粒子b带负电
B．粒子a的运动时间小于粒子b的运动时间
C．粒子a所受电场力大于粒子b受到的电场力
D．粒子a所带电荷量小于粒子b的电荷量
4．某同学用带铁夹的铁架台、定滑轮、电火花计时器、纸带、质量m1=0.2kg的重物甲质量m2=0.1kg的重物乙等器材组装成如图1所示的实验装置，以此研究重物甲和乙组成的系统释放后机械能是否守恒．实验中得到一条比较理想的纸带（图2），可以认为打第一个点O时系统恰好开始运动．然后选取A、B、C三个相邻的计数点，相邻两 计数点间还有四个点未画出．分别测量出A、B、C到O点的距离分别为hA=14.40cm、hB=25.60cm、hC=40.00cm（已知打点计时器打点周期T=0.02s，g=9.8m/s2）．（结果保留三位有效数字）
（1）打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB=1.28 m/s；
（2）自释放重物至打点计时器打B点的过程中，系统重力势能减少0.251J；系统动能增加0.246J．
（3）实验的结论是：在误差允许的范围内，系统的机械能守恒．
1．用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律．

①在不挂砂桶，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连，可见小车做减速（选填“加速”或“减速”）运动，其加速度为-50m/s2（计算结果保留2位有效数字）．要使小车做匀速直线运动，小垫块应向左（选填“左”或“右”）移动．
②某同学实验时得到如图丙所示的a-F图象，则该同学验证的是：在小车质量一定的条件下，加速度与其所受合外力成正比．
2．小红和小明为物理兴趣小组的成员，他们在学完牛顿运动定律后，想要运用已学知识探究滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电场打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘相连（托盘和砝码的质量要比滑块的质量小很多）．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．
（一）小红为测得滑块与木板之间的动摩擦因数，进行了如下实验，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
（1）图2为纸带的一部分，根据图中数据计算的加速度a=4.02m/s2（保留三位有效数字）．
（2）为测量动摩擦因数，下列物理量还应测量的有CD．（填入所选物理量前的字母）
A、木板的长度l   
B、木板的质量m1     
C、滑块的质量m2
D、托盘和砝码的总质量m3                
E、滑块运动的时间t
（3）通过测量、计算得出的动摩擦因数会比真实的动摩擦因数偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（4）小明觉得小红的方法需要测量的物理量比较多，因而容易导致较大的误差，他认真观察、分析了小红的实验原理，重新调节了细绳的长度和桌子的高度后，发现打出的纸带上的点后面有一段越来越密，如图3所示，每两个点间还有4个点没有画出来．小明觉得只需要分析后面的这些点就能很快的求出滑块与木板间的动摩擦因数，求得的结果μ=0.225（保留三位有效数字）．

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