题目内容

如图甲为“验证动能定理”的实验装置．钩码质量为m，小车和砝码的总质量M=300g．实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小．实验主要过程如下：
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①装实验装置；
②分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度；
③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功，判断两者是否相等
（1）以下关于该实验的说法中正确的是
 
．
A、调整滑轮高度使细绳与木板平行  
B、为消除阻力的影响，应使木板右端适当倾斜
C、在质量为10g、50g、80g的三种钩码中，挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理
D、先释放小车，然后接通电源，打一条纸带
（2）在多次重复试验得到的纸带中选择点迹清晰的一条，测量如图乙，打点周期为T，当地重力加速度为g．用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式
 
．
（3）写出两条引起实验误差的原因：
 
．
分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法．
由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题．
解答：解：（1）A、调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让拉力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差．故A正确．
B、将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故B正确．
C、本实验要求钩码的质量要远远小于车的质量，越小越好，故在质量为10g、50g、80g的三种钩码中，挑选质量为10g的钩码挂在挂钩P上最为合理，故C错误．
D、实验时，先接通电源，然后释放小车，打一条纸带，故D错误．
故选：AB．
（2）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，
则A点的速度vA=
xA
2T
，B点的速度vB=
xB
2T
，
由动能定理得：mgxAB=
1
2
MvB2-
1
2
MvA2=
1
2
M（
xB2-xA2
4T2
）=
M(xB2-xA2)
8T2
，
则实验最终要验证的数学表达式为：mgxAB=
M(xB2-xA2)
8T2

（3）本实验引起误差的因素有：长度测量的误差；用mg代替绳子的拉力等．

故答案为：
（1）AB；
（2）mgxAB=
M(xB2-xA2)
8T2
；
（3）长度测量的误差；用mg代替绳子的拉力等．
点评：注意动能定理中功是总功或合力做的功的含义，及平衡摩擦力的用意．正确解答这些问题的关键是明确实验原理，提高应用基本物理规律解决实验问题的能力．
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ、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，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某-点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
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
D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
其中正确的是
CE
CE
．（填入相应的字母）
（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向是
F′
F′

②本实验采用的科学方法是
B
B

A．理想实验法    B．等效替代法  C．控制变量法  D．建立物理模型法
Ⅱ、在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：
a．
平衡摩擦力
平衡摩擦力
；
b．
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量
．
c．以下是实验过程中的一小步骤，正确的是
A
A
：
A．先通电源，再放纸带B．先放纸带，再通电源
d．如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）
△x2+△x3
2T
△x2+△x3
2T
．
（2013?揭阳二模）Ⅰ．如图甲所示是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置．该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，图乙是实验得到的一条纸带，纸带
左
左
端接重物（选填“左”或“右”），相邻打印点之间的时间间隔为
0.02
0.02
s．由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得重物的重力势能的减少量
大于
大于
动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”） 
II．为测量某一玩具电动机M中导线圈的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下：
（1）用螺旋测微器测得导线圈同种规格导线直径d如图1所示，则d=
0.155
0.155
mm；
（2）用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx：选择“×1Ω”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图2所示（此过程电动机不转动），则Rx=
25.0
25.0
Ω．
（3）为提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx：
电流表A1（0～3A、约5Ω）；      滑动变阻器R1（1kΩ）；
电流表A2（0～30mA、约10Ω）；   滑动变阻器R2（50Ω）；
定值电阻R0=60Ω；  电源（4V、约1Ω）及开关等，导线若干．
①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图3所示的电路图，应选择的电流表是
A2
A2
，滑动变阻器是
R2
R2
；（填写符号）
②按照实验要求，多用表已选择“直流电压2.5V”档作为电压表使用，请依据图3将图4实验电路中的仪器连接欠缺的两处补完整；
③图5是该实验小组测得的数值描绘出的图象，其斜率值表示的是
B
B
（填选项）．
A、导线圈的电阻；  B、导线圈的电阻与R0阻值之和．
精英家教网请完成以下两小题．
（1）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
①你认为还需要的实验器材有
 
．
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是
 
，实验时首先要做的步骤是
 
．
③在②的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为
 
用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
（2）2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一．硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路．图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果保留两位有效数字）
①闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A1、A2的值I1、I2．为了作出此电池的
U-I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U=
 
（用题中所给字母表示）
②根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示，该电池的电动势E=
 
V，在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下，此电池的内 阻r=
 
Ω；
③若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻，此时对应的电池内 阻r=
 
Ω．
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（2013?广州三模）（1）某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图甲所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙．当连上纸带，释放沙桶时，滑块处于静止．要完成该实验，你认为：
①还需要的实验器材有
天平、刻度尺
天平、刻度尺
．
②实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
．
③在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m．接通电源，释放沙桶，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
（用题中的字母表示）．
（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：
A．直流电源3V（内阻可不计）
B．直流电表0～3A（内阻0.1Ω）
C．直流电表0～600mA（内阻约0.5Ω）
D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）
E．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）
F．滑线变阻器（10Ω，1A）
G．滑线变阻器（1kΩ，300mA）
①除开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用
ACDF
ACDF
（用字母代号）
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图乙所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表的电流表已调零．闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的电线是
d
d
；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线是
h
h
；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是
g
g
．
③下表中的各组数据该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在图丙所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线．
④若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联，直接接在题中电源两端，则可以估算出该灯泡的实际功率为
1.8W
1.8W
（结果保留两位有效数字）