题目内容
15．在用DIS实验研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据．
（1）在图（c）坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；
（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是倾角过大或平衡摩擦力过度；
（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，如图（b）所示．要满足小车质量M远大于重物的质量m是不必要的．（填“必要”或“不必要”）
| a/ms-2 | 2.01 | 2.98 | 4.02 | 6.00 |
| F/N | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 5.00 |
分析 （1）根据所提供数据采用描点法可正确画出加速度a和拉力F的关系图线．
（2）根据所画图象可得出正确结果．
（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，绳子拉力的变化很精确测出，则不需要满足小车质量M远大于重物的质量m；
（4）对小车，根据牛顿第二定律得出$\frac{1}{a}$关于$\frac{1}{m}$的表达式，再结合数学知识求解．
解答 解：（1）根据所给数据，画出小车加速度a和拉力F的关系图线如下图所示：
（2）由图象可知，当小车拉力为零时，已经产生了加速度，故在操作过程中倾角过大，平衡摩擦力过度．
（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，绳子拉力的变化很精确测出，则不需要满足小车质量M远大于重物的质量m；
（4）对小车，根据牛顿第二定律得：mg=（m+M）a，
变形得$\frac{1}{a}=\frac{M}{g}•\frac{1}{m}+\frac{1}{g}$所以$\frac{1}{a}-\frac{1}{m}$图线的斜率表示$\frac{M}{g}$，
则k=$\frac{M}{g}$，
图象的截距b=$\frac{1}{g}$，
解得：g=$\frac{1}{b}$，M=$\frac{k}{b}$，所以小车的重力G=Mg=$\frac{k}{{b}^{2}}$
故答案为：（1）如图；（2）倾角过大或平衡摩擦力过度；（3）不必要；（4）$\frac{k}{{b}^{2}}$；$\frac{1}{b}$
点评 实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键．
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14．如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图象，下列说法不正确的是（ ）
| A． | 整个过程中，CE段的加速度最大 | |
| B． | 整个过程中，BC段的加速度最大 | |
| C． | 整个过程中，D点所表示的状态离出发点最远 | |
| D． | BC段所表示的运动通过的路程是34m |
15．甲工厂里用水平放置的传送带运送工件，工件随传送带一起做匀速运动（不计空气等阻力作用），乙工厂里用倾斜放置的传送带向上运送工件，工件随传送带一起做匀速运动．则（ ）
| A． | 因为工件在运动，所以甲、乙两种情况工件都受到与运动方向相反的摩擦力 | |
| B． | 因为工件在运动，所以甲、乙两种情况工件都受到与运动方向相同的摩擦力 | |
| C． | 因为甲情况工件与传送带之间不存在相对运动趋势，所以工件不受摩擦力作用 | |
| D． | 因为乙情况工件有沿传送带下滑的相对运动趋势，所以工件受沿倾斜面向上的静摩擦力作用 |
如图所示，内表面光滑绝缘的半径为1.2m的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为3×106V/m．有一质量为0.12kg、带负电的小球，电荷量大小为1.6×10-6C，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取10m/s2，求：
10．质量为m的物体，在距地面h高处以$\frac{g}{2}$的加速度由静止开始竖直落下至地面，则下落过程中（ ）
| A． | 物体的动能增加$\frac{mgh}{2}$ | B． | 物体的重力势能减少了$\frac{mgh}{2}$ | ||
| C． | 阻力做的功为$\frac{mgh}{2}$ | D． | 物体的机械能减少了mgh |
20．
将质量为m的物体在高空中以速率υ水平向右抛出，由于风力作用，经过时间t后，物体下落一段高度，速率仍为υ，方向与初速度相反，如图所示．在这一运动过程中，下列关于风力做功的说法，正确的是（ ）
将质量为m的物体在高空中以速率υ水平向右抛出，由于风力作用，经过时间t后，物体下落一段高度，速率仍为υ，方向与初速度相反，如图所示．在这一运动过程中，下列关于风力做功的说法，正确的是（ ）| A． | 风力对物体不做功 | |
| B． | 风力对物体做的功（绝对值）为$\frac{{m{g^2}{t^2}}}{2}$ | |
| C． | 风力对物体做的功（绝对值）小于$\frac{{m{g^2}{t^2}}}{2}$ | |
| D． | 由于风力方向未知，不能判断风力做功情况 |
某同学用螺旋测微器测量一条金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示．可知该金属丝的直径d=0.900mm．
如图所示，倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮 D，质量均为m=1kg的体A和B用一劲度系数Bk=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面P的挡板P挡住．用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角α=53°，且物体B对挡板P的压力恰好为零．图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行．现让环C从位置R由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：