题目内容
12．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此验证小车的运动符合动能定理．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等，组装的实验装置如图1所示．
（1）为使细线对小车的拉力可认为是小车受到的合力，除了要让细线与长木板平行，实验中还需进行的操作步骤是将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；而实验中并没有测量力的装置，所以只能认为细线中的拉力大小等于钩码的重力，要这样认为的话，该实验必须保证的是小车质量远大于钩码质量．
（2）如图2为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$．
分析 （1）根据动能定理的实验要求可明确实验中应注意的事项；
小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用让砂和砂桶总质量重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车加速度为a，则：绳上的力为F=Ma，对让砂和砂桶总质量来说：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用让砂和砂桶总质量的重力表示小车受到的合外力，则Ma=（M+m）a，必须要满足让砂和砂桶总质量远小于小车的总质量；
（2）由机械能守恒定律可得出对应的表达式．
解答 解：（1）根据步骤可知，实验中没有平衡摩擦力；故应将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；
重物与小车一起加速运动，因此重物对小车的拉力小于重物的重力，当盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，故应保证小车质量远大于钩码质量．
（2）A点的速度vA=$\frac{{x}_{1}}{2T}$；vB=$\frac{{x}_{2}}{2T}$；
由动能定理可知：
W=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$mvA2；
解得：mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$
故答案为：（1）将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；小车质量远大于钩码质量；
（2）mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$
点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．
练习册系列答案
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3．关于涡流，下列说法中错误的是（ ）
| A． |  高频冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 | |
| B． |  家用电磁炉上的锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 | |
| C． |  金属探测器靠近金属物体时，金属内会产生涡流 | |
| D． |  变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流 |
4．
如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动．若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为N1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为N2，则以下判断正确的是（ ）
如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动．若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为N1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为N2，则以下判断正确的是（ ）| A． | a1=a2 | B． | a1＞a2 | C． | N1=N2 | D． | N1＜N2 |
如图甲所示，一质量m=2.5kg的物块在粗糙的水平地面上向右运动，当速度v0=20m/s时，施加一水平外力F，外力F随时间t的变化关系如图乙所示．外力F作用3s后撤去，规定水平向右为正方向，已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2．求：
2．
在图甲所示的粗糙斜面上，用平行于斜面向上的拉力F拉物块，斜面和物块始终处于静止状态．若拉力F按图乙所示规律变化，下列判断正确的是（ ）
在图甲所示的粗糙斜面上，用平行于斜面向上的拉力F拉物块，斜面和物块始终处于静止状态．若拉力F按图乙所示规律变化，下列判断正确的是（ ）| A． | 地面对斜面的摩擦力逐渐减小 | B． | 地面对斜面的摩擦力逐渐增大 | ||
| C． | 物块对斜面的摩擦力可能一直增大 | D． | 物块对斜面的摩擦力可能一直减小 |