题目内容

6．如图1所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系．

（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是D．
A．放开小车，小车能够自由下滑即可
B．放开小车，小车能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可
（2）关于本实验中橡皮筋做功，下列说法正确的是B．
A．橡皮筋做的功可以直接测量
B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D．通过把橡皮筋拉伸为第一次的两倍，来实现橡皮筋做功也增加为原来的两倍
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是BD．
A．橡皮筋处于原长状态                    B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处                D．小车未过两个铁钉的连线
（4）橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为2m/s．

分析 （1）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦；
（2）小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，并且橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算．
（3）若木板水平放置，表示还未平衡摩擦力，当两条橡皮筋的弹力与摩擦力相等时，小车速度最大；
（4）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．

解答 解：（1）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，而摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦；
故选：D．　
（2）A、橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算．故A错误．
B、橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算．因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难．故B正确．
C、小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动．故C错误．
D、橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算，x变为原来的2倍，Fx比原来的两倍要大．故D错误．
故选：B
（3）若木板水平放置，表示还未平衡摩擦力，当两条橡皮筋的弹力与摩擦力相等时，小车速度最大，所以橡皮筋仍处于伸长状态；
故选：BD．　
（4）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分，所以选GK部分，小车获得的速度为v=$\frac{x}{t}=\frac{0.04}{0.02}=2m/s$．
故答案为：（1）D； （2）B； （3）BD； （4）2．

点评 本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，本题关键要明确小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，因此明确实验原理是解答本题的关键．

练习册系列答案
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6．有一个标有“12V，24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：
A．直流电源15V（内阻可不计）
B．直流电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω）
C．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）
D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）
E．直流电压表0～15V（内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器10Ω、5A
G．滑动变阻器1kΩ、3A
（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用ACEF （用序号字母表示）．
（2）在如图1的虚线框内画出最合理的实验原理图．


（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图2所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是23.3W．
3．有一根细长而均匀的金属材料，长为l，电阻率为ρ，横戴面积外方（正方形）内圆，正方形边长为a，如图所示，现把它沿垂直纸面方向接入电路中，当电压为U时，电流为I，内圆的直径为多大？
1．在探究动能定理的实验中．某实验小组组装了一套如图1所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：

（1）排除阻力干扰，不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列间距相等的点．
（2）测量小车和拉力传感器的总质量M，按图3组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后释放小车，打出一条纸带，关闭电源．
（3）在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图2所示．在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE…表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为$\frac{M（{h}_{E}-{h}_{C}）^{2}}{8{T}^{2}}$，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为F（hD-hA）．．
（4）某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量△Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W横坐标，在坐标纸（毎一小格为正方形）上作出了△Ek-W图线，如图所示．根据图线可以得到的结论是：外力所做的功，等于物体动能的变化量．
11．三个阻值都为18Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻不可能为（　　）
A．6ΩB．27ΩC．8ΩD．54Ω
18．如图2为“探究做功和物体速度变化关系”的实验装置，小车在并在一起的相同的伸长橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
橡皮筋做功Wn10个间隔距离x（m）10个间隔时间T（s）小车获得速度vn（m/s）小车速度的平方vn（m/s）${\;}^{{2}^{2}}$
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
（1）实验中通过改变橡皮筋的数量，而不是改变橡皮筋的伸长量，来探究橡皮筋对小车的做功情况，这样做的好处是便于定量表示橡皮筋做功的大小．
（2）为了保证合力对小车所做的功就等于橡皮筋所做的功，实验可采用垫高斜面末端，平衡摩擦力的措施．（3）下表为一同学实验记录的数据，W代表一根橡皮筋所做的功．请运用表中测定的数   据如图1所示的坐标系中作出相应的图象，进一步可探究出橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系为：Wn与vn2成正比．
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A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是34Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是34Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为64V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为64V

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