题目内容

在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中．
（1）某同学的实验设计方案如图甲所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，实验时在安装正确、操作规范的前提下（已平衡摩擦力）还需要满足的条件：______
（2）实验中，除位移、速度外，还要测出的物理量有：______
（3）在上述实验中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz．某同学打出的一段纸带如图乙所示，则小车匀速运动时的速度大小为______m/s．（计算结果保留3位有效数字）
（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量，这样两者才能近似相等．
故答案为：钩码的重力远小于小车的总重力．
（2）验证合外力的功与动能变化间的关系的原理：mgx=
1
2
Mv2，需要测量的物理量有：钩码质量m，小车的质量M，位移x，速度v．所以还要测出的物理量有钩码的质量和小车的总质量．
故答案为：钩码的重力和小车的总质量．
（3）最后匀速的读数就为最大速度，由纸带可知，CE之间的速度即为最后匀速速度
v=
sCE
2T
≈1.40m/s
故答案为：1.40．
练习册系列答案
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一个单摆摆长为l，摆球质量为m，最大摆角为α，重力加速度为g。规定平衡位置为零势能处，则摆球摆动的周期等于___   ________，摆动过程中摆球的最大重力势能等于_____   ______，摆球的最大速度等于__ _____  ____。
如图所示，一根长为L=1.5m的绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=37°角的倾斜向上的匀强电场中．杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q= +4.5×10－6C；另一带电小来自球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q= +1.0×10－6C，质量m=1.0×10－2kg，与杆之间的动摩擦因数μ=0.1．现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．（静电力常量k=9.0×109N·m2/C2．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）小球B开始运动时的加速度为多大?
（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h为多大?
（3）若小球B在下落过程的最大速度为0.77m/s，则从开始下落到速度达到最大的过程中，小球B的电势能改变了多少？
如图为某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，此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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置静止释放，分别测出小车获得的最大速度（如表）．
次数小车速度v（m/s）小车速度的二次方v2（m/s）2
11.411.99
22.004.00
32.204.84
42.838.01
53.169.99
（1）除图中已有实验器材外，还准备了下列器材，其中不需要的是______（只要填字母代号）；
A．垫板　　　B．秒表　　　　C．刻度尺　　　　D．交流电源
（2）根据题意可知，第2次、第3次实验中橡皮筋做的功可分别记为______、______；
（3）根据你的经验，可看出表格中第______次的数据有明显的问题，理由是______．
为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．请思考探究该实验的思路并回答下列问题（打点计时器交流电频率为50Hz）：

（1）以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是______．
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…．所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…．
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜．
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．
（2）当我们分别用相同的橡皮筋1条、2条、3条、…并起来进行第1次、第2次、第3次、…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时，橡皮筋对小车做的功为W．
（3）由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图2所示的是其中四次实验打出的部分纸带：
（4）试根据第（2）、（3）项中的信息，完成并填写下表：
次数1234
橡皮筋对小车做的功W2W3W4W
小车速度v（m∕s）1.01.4152.0
小车速度v2（m2∕s2）1.02.04.0
从表中数据可得出结论：______．
某同学用如图1所示装置探究动能定理，他将光电门固定在气垫道轨上的某点B处，调节气垫轨道水平后，用钩码牵引滑块做功，每次滑块均从同一位置A静止释放，用滑块前端的力传感器（图中未画出）测出力F，测出遮光条通过光电门的时间t，改变钩码个数，由此改变拉力，重复上述实验．

（1）该同学用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度如图2所示，则遮光条的宽度为d=______mm，用前面已知的物理量表示速度V=______．
（2）设A．B之间距离为S，则每次力对物体做功为W=FS，为了研究W与V的关系应作出______的关系图象（从F-t、F-
1
t
、F-r2、F-
1
r2
图象中选择）．
（3）设滑块质量为m，则该图线中斜率的表达式为k=______．
、某探究学习小组的同学们欲探究“拉力做功和动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，如图所示：

（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做______运动；
（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G．实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量M=0.2kg．则O至F的过程中，拉力做功W=______J，小车动能变化量△Ek=______J；（结果保留四位有效数字）
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=△Ek；
（3）若实际检验中，发现W＜△Ek（排除读数、测量等造成的偶然误差），则可能的原因是______（写一种情况即可）．
某同学利用如图甲所示的装置验证变力做功情况下的动能定理：在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门Ⅰ、Ⅱ，将一力传感器一端连在细线M上，另一端接在水平竖直挡光条，气垫导轨左端固定位移传感器（接收器）．用变力转动转轮使滑块沿轨道运动，当滑块上挡光片经过光电门Ⅰ时，光线被遮挡，光电门Ⅰ会输出高电压给相连的计算机，在计算机上就显示如图乙中△t1段所示图象，同时指令力传感器以及位移传感器工作，当挡光片讲过光电门Ⅱ时，计算机显示图象如图乙中△t2段图象所示，同时计算机指令力传感器和位移传感器停止工作，这样计算机就得到这一过程滑块的F-S图象，如图炳所示．
（1）实验前，将滑块置于气垫导轨上，滑块、N不相连接，接通气源，轻推滑块，当图乙中的△t1______△t2（选填“＞”、“＜”或“=”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）若测得竖直挡光条宽度为d，滑块的质量为m，通过计算机又读出实验中图乙中的△t1、△t2，请写出实验中计算滑块动能的增量△Ek的表达式______．（用已知量和测量量表示）
（3）通过计算机所绘F-s图线可以算出滑块所受力在s=0.8m内这一过程中所做的功W，W=______J．
如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12 m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4 m的竖直圆环，且圆环动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值不可能为（g取10 m/s2，所有高度均相对B点而言）（　 ）
A．12 mB．10 mC．8.5 mD．7 m

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