题目内容

（6分）“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示，当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)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(视小车为质点)，下列说法正确的________。
A．橡皮筋处于伸长状态
B．橡皮筋处于原长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
(2)下列4条纸带哪些条是在探究功与物体速度变化关系的实验中，正确操作可能得到的纸带________。
（1） A  (3分)  (2) BD （3分）

试题分析：（1）由于实际做实验时，橡皮条的原长比两个铁钉间距要大，平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，即当橡皮条恢复原长时，小车速度达到最大，此时小车还没有到达两个铁钉的连线，故A正确，BCD错误；故选A。
（2）由于小车先加速，中间匀速，最后减速，故根据运动特点，可以找到符合条件的纸带，B纸带符合要求。纸带也可以还未达到减速，故D纸带也可能。
练习册系列答案
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（1）用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的 （   ）
A．天平B．4~6V的低压直流电源
C．刻度尺D．秒表
（2）在使用重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，选定了一条较为理想的纸带，如下图所示。O为起始点，以后各点依次记为1、2、3……，纸带上所打的各点记录了重锤在不同时刻的位置，测得的S1、S2、S3……是重锤从开始运动到各时刻的位移，重物由O点运动到“4”点，势能的减少量的表达式为          ，动能的增量表达式为_______ (重锤质量为m，打点计时器的打点周期为T)，实验结果发现动能增量总       （填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量，主要的原因是：              。
(4分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，由图象可知       ；
A．a的原长比b短
B．a的劲度系数比b大
C．a的横截面积比b大
D．弹力和弹簧长度成正比
《验证机械能守恒定律》的实验采用重物自由下落的方式进行实验验证，则：①关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是(　　)
A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小
B．实验时需称出重物的质量
C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大
D．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法
②若实验中所用重锤质量m=l㎏，打点纸带如图（1）所示，所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.8m／s2。图中O点为打出的第一个点，A、B、C、D分别为每打两个点取出的计数点。则记录B点时，重锤速度vB=     m/s，重锤的动能EkB=        .J，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是    .J。因此可得出的结论是                 。（结果保留三位有效数字）

③根据纸带算出的相关各点的速度，量出下落的距离，则以v2／2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图（2）中的              。
（11分）如图甲所示，在“验证机械能守恒定律”实验中，某同学用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物；将蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号。设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离如图乙所示；电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样。

根据以上内容回答下列问题：
（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s；
（2）根据图乙中的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度v3＝______m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度v6＝______m/s；
（3）在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的增加量为______J，重力势能的减少量为_________J。由此可得出的结论是_________________。（g＝9.8m/s2，结果保留三位有效数字）
用游标卡尺测量一直管的长度，用螺旋测微器测量该直管的外径，测量结果如果，直管长度为          cm，直管外径为        mm。
某同学要进行探究小车速度随时间变化的关系的实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)：                 
①打点计时器  ②天平  ③低压交流电源 ④低压直流电源  ⑤细绳和纸带  ⑥钩码和小车  ⑦秒表  ⑧一端有滑轮的长木板  ⑨刻度尺
(18分）（1）①在“验证力的平行四边形定则”实验中需要将橡皮条的一端固定在水平木板上另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图甲所示）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下几项中必须注意的是

A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度X，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图乙所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该该弹簧的劲度系数为＿＿＿N/m
（2）在做验证牛顿第二定律的实验时，回答下列问题：（如有计算，结果保留二位有效数字）

①打点计时器应接＿＿＿＿（填交流或直流）电源。
②试验中，（如甲图）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来将长木板的一端垫起适当的高度，让小车一头连着纸带一头连着沙桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。请指出此步骤的错漏＿＿＿＿＿；
③如图乙所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小＿＿＿m/S2。

④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时，根据实验数据作出了如图丙所示的a  F图象，则小车和砧码的总质量M为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其图像不过原点的原因是＿＿＿＿＿＿。
某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：

（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量，即F=kx式中的比例系数k为________N/m；
（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。
（3）如图将木板固定在地面上，金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s，将对应的数据填写在下面的表格中。

为验证结果是否符合猜想Ep=kx2，则应该根据以上数据作出得图像为（     ）
A：图像             B：图像
C：图像        D：图像
在下图的坐标系中作出你所选择的的图像，请注明横纵坐标所代表的物理量及单位，并注明你所选的标度，由图可得到Ep和x2间的关系式为                   则该同学的猜想是         （填“正确”或者“错误”）的。

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