题目内容

分（(8分)用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图中给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知电源的频率为50Hz，m1=50g， m2=150g，g="9.8" m/s2，则(所有结果均保留三位有效数字)

①在纸带上打下计数点5时的速度v5=　　　　 m/s； 
②在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk=　　　　 J，系统势能的减少量ΔEp=　　　　 J。
③在打点0～6过程中，m2运动平均加速度的大小          m/s2
（8分）①2.40 m/s.………（2分）②0.576 J, ………（2分）       0.600 J. ………（2分）
③4.80  ………（2分）

试题分析：①系统为匀变速直线运动，中间时刻的速度等于平均速度，所以计数点5的瞬时速度。②和一起运动，速度大小相同，所以系统增加的动能，系统减少的重力势能包括增加的重力势能和减少的重力势能，即.③在打点0～6过程中，的位移为，运动时间，根据匀变速直线运动，解得加速度
练习册系列答案
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（1）在用如图所示装置做“探究功与速度关系”的实验；下列说法正确的是       
A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动过程中的摩擦力
B．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
C．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
D．利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最不均匀部分进行计算
（2）在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是       
某同学利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律：

（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①       ；②       。
（2）该同学经修改错误并正确操作, 让质量为1kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，纸带打点如下图所示．

纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点（O、A间有点未画出），选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离如图所示，单位为mm，重力加速度为9.8m/s2，则：（结果保留三位有效数字）
根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度vB＝       ，重锤动能EkB＝       从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为      ．由此可以得到的实验结论是：         ．
如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系。小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子。沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，若探究加速度与物体受力的关系应保持_________不变，用桶以及桶内沙子所受的重力作为_________________，用打点计时器测小车的加速度，实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。小车的加速度为______ m/s2（保留三位有效数字）。

（2）改变沙子的质量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图所示) 。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是 ______________________________。
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是  (　　)
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．沙桶的总质量太大
D．所用小车的质量太大
(8分)如图所示，A、B、C、D为物体做平抛运动过程中依次通过的四个点，通过某种方法把四个点记录在了图纸上，图中的网格区域是由许多个正方形小方框构成（实验时，纸张竖直放置．网格竖直线和重垂线平行），每个正方形小方框的边长均为L=5cm．由于保存不当，纸张被污染了，导致C点的位置无法确定．现在想要用该实验图纸来研究平抛运动，（）请回答以下问题：

（1）判断A点是否为平抛的起始点       (填“是”或“不是”)
（2）从A运动到B所用的时间为        s
（3）该平抛运动的初速度为         .
某班级同学用如图（a）所示的装置验证加在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车 乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小．

（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是
A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
（2）四个实验小组选用的小车乙（含加速度传感器）的质量分别为m1=0．5kg、m2=1．0kg、
m3=1．5kg和m4=2．0kg，得到如图（b）所示的a-F图像．

（3）为了进一步验证a和m的关系，可直接利
用图（b）的四条图线收集数据，然后作图。
请写出具体的做法：   
①如何收集数据?
②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系。应以          为纵轴，以       为横轴。
（9分）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度大小为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的长度h；
③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′ 的距离s。
⑴用实验中的测量量表示：
（Ⅰ）物块Q到达B点时的动能EkB=             ；
（Ⅱ）物块Q到达C点时的动能EkC=            ；
（Ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf =          ；
（Ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=             。
⑵回答下列问题：
（Ⅰ）实验步骤④⑤的目的是                         。
（Ⅱ）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是                            ________________。（写出一个可能的原因即可）。
为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下的实验步骤：
A．将一端带滑轮的长木板放在水平桌面上，使带滑轮的一端伸出桌沿，在无滑轮的一端安装打点计时器，打点计时器跟50HZ交流电源相连。
B．将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在木板的右端垫一个垫块，前后移动垫块，使小车拖着纸带沿木板向下运动时打点计时器在纸带上所打的点恰好间隔相等。
C．保持木板与水平桌面间夹角不变，继续将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在质量分别为10g、50g、100g的三种钩码中，挑选了一个质量为100g的钩码挂在拉线的挂钩P上，如图甲所示。
D．打开打点计时器的电源，由静止释放小车，打出一条纸带如图乙所示。

（1）他在打点计时器所打的第一个点上标上O，在O点后面一定距离处开始每5个点作为一个计数点，依次标上“1”、“2”、“3”，用刻度尺测出了“1”、“2”、“3”各计数点到O点的距离S1、S2、S3的值如图乙所示。则计数点“1”、“2”、“3”中两相邻计数点间的时间间隔T=     s，打点计时器打下计数点“2”时小车的速度v2=      m/s。（小数点后保留两位）
（2）他把小车作为研究对象，将钩码的重力当作小车受到的合力，利用打计时器打下O点到打下计数点“2”的过程来探究合力对小车做的功与小车动能改变的关系，若实验所在地的重力加速度g=9.80m/s2，则合力对小车做的功为W=____ _  ___ J，小车动能的改变为△Ek="________" J。
（3）比较W和△Ek的大小，显然W与△Ek相差较大，即他不能得到“合力对物体做的功等于物体动能的改变”这一结论，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮他分析一下，造成以上实验结果的主要原因是：                                                。
（10分）某实验小组通过研究发现，采用如右图所示装置可以得到小车和小盘的质量，步骤如下：

（1）取一盒总质量为m0=0.2kg的砝码放置在小车上，不挂小盘，调节斜木板的倾角，使小车能匀速滑下；
（2）挂上小盘，使小车无初速滑下，用打点计时器打出纸带，并根据纸带计算加速度；
（3）从小车上取质量为mx的砝码放到小盘中，重复步骤（2），测出对应的加速度；
（4）改变mx的大小，重复步骤（3），得到mx及a的数据，作出a—mx的图线；
步骤（1）中调节木板的倾角使小车能匀速下滑的目的是______________________________．
通过实验判断小车做匀速运动的依据是__________________________________．
该实验中是否应该满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的质量？___________（选填“是”或“否”）
若求得图线的斜率k=25m/(kg·s2)，截距b=0.5m/s2，g取10m/s2，则可知小盘的质量m1=________________kg，小车的质量m2=_______________kg．

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