题目内容
2．实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来粗略难证牛顿第二定律．
（1）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到底端的时间．试回答下列问题：
①改变斜面倾角的目的是改变小车所受的合外力；
②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是记录更准确．
（2）如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况．某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点（图3中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出），打点计时器接的是50Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐．
①由图2可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，其中打E点的速度vE=0.233m/s（取三位有效数字）
②由图3求得A、B、C、D四点的瞬时速度以及求得的E点速度，在图2所给的坐标中，作出v-t图象．要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸．从图象中求得物体的加速度a=0.42m/s2（取两位有效数字）
分析 验证牛顿第二定律实验需要应用控制变量法，改变木板的倾角可以改变小车受到的合力；用秒表记录小车在相同位移内的运动时间便于实验操作；做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度；根据v-t图象的斜率求出小车的加速度．
解答 解：（1）①改变斜面倾角可以改变小车所受到的合外力．
②用停表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所经历的时间，便于实验操作，较难记录下滑相同时间所对应的下滑距离，所以这样做的好处是记录更准确；
（2）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s；打E点时的速度${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2t}=\frac{0.094-0.0475}{0.2}=0.233m/s$，
同理A点速度${v}_{A}=\frac{{x}_{OB}}{2t}=\frac{0.0155}{0.2}=0.0775m/s$，B点速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2t}=\frac{0.0294-0.0054}{0.2}=0.120m/s$，
C点速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2t}=\frac{0.0475-0.0154}{0.2}=0.1605m/s$，D点速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2t}=\frac{0.070-0.0294}{0.2}=0.0203m/s$
根据描点法做出v-t图象，如图所示：
根据图象的斜率得出小车的加速度a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0.23-0038}{0.46}=0.42m/{s}^{2}$
故答案为：（1）①改变小车所受的合外力；
②记录更准确；
（2）①0.233；
②0.42
点评 本题考查对刻度尺的规范读数以及包括图象法在内的多种数据处理方法的掌握情况，考查学生的实验设计以及对已有的实验设计的理解能力与水平以及实验探究能力，知道用平均速度代替瞬时速度，难度适中．
课课优能力培优100分系列答案
优百分课时互动系列答案| A． | “永动机”是可能制成的 | |
| B． | 一切宏观热力学过程都具有方向性 | |
| C． | 关于自然过程的方向性可以这样表述：即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小 | |
| D． | 热力学第二定律与能量守恒定律是相互矛盾的 |
如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=50kg．不计空气阻力．（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）求：
如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下面几种说法中正确的是（ ）| A． | 先把两球分开，再移走棒，则两球相互吸引 | |
| B． | 先移走棒，再把两球分开，则两球相互吸引 | |
| C． | 先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开，则两球相互吸引 | |
| D． | 棒和球不接触，先用手碰一下乙球，再将手移走，再移走棒，再把两球分开，则两球相互吸引 |
如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落a高度时，绳中点碰到水平放置的光滑钉子a重力加速度为g，则（ ）| A． | 轻绳与钉子相碰后的瞬间，小球的加速度大小为g | |
| B． | 从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的功率先增大后减小 | |
| C． | 小球刚到达最低点时速度大小为$\sqrt{2g（L+h）}$ | |
| D． | 小球刚到达最低点时，绳子对小球的拉力大小为m（$\frac{4h}{L}$+3）g |
| A． | 汽车行驶时受到的阻力大小为1.8×103N | |
| B． | 当汽车保持额定功率不变从静止开始启动时，汽车的速度和加速度都在增大 | |
| C． | 当汽车匀加速行驶时，牵引力的功率将均匀增大 | |
| D． | 汽车以54km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率为30kW |
如图所示，ABC为一玻璃三棱镜的截面，一束白光MN垂直于AB面射入，在AC面发生全反射后从BC面射出，在屏PQ上得到一个七种颜色的彩色光带，则（ ）| A． | 从AB面射入到BC面射出，红光用的时间最长 | |
| B． | 若∠MNA逐渐变小，红光最先从AC面透出 | |
| C． | 彩色光带左边缘是紫光 | |
| D． | 若将某金属放在光带的中央能发生光电效应，则放在光带左端让光照射时也一定能发生光电效应 |
| A． | 普朗克提出了光子学说，成功解释了光电效应现象 | |
| B． | 照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象 | |
| C． | β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的 | |
| D． | 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少 |