题目内容
8．某实验小组用图甲所示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒：将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置，重物通过细绳水平牵引小车沿轨道运动，利用打点计时器和纸带记录小车的运动．（1）本实验中小车质量不需要（填“需要”、“不需要”）远大于重物质量；
（2）将小车靠近打点计时器，将穿好的纸带拉直，接通电源，释放小车，图乙是打出的一条清晰纸带，O点是打下的第一个点，1、2、3、4、5是连续的计数点，O点和计数点1之间还有多个点（图中未画出），相邻计数点间的时间间隔为0.02s，在打计数点4时小车的速度v=2.30m/s（保留三位有效数字）．若已知重物的质量为m，小车的质量为M，则从点O到点4的过程中，系统减少的重力势能为5.18mJ，增加的动能为2.65（M+m）J（g取9.8m/s2，数字保留两位小数）
分析 （1）明确实验原理，根据机械能守恒定律进行分析即可明确是否需要小车的质量远小于重物的质量；
（2）根据平均速度方法可求得打点4时的速度；根据重力势能的定义可求得0到4时的改变量；根据动能的定义可求得动能的变化．
解答 解：（1）本实验中为了验证机械能守恒定律，两物体的质量均要考虑，故不需要使小车的质量远小于重物的质量；
（2）打4点时的速度v=$\frac{{s}_{35}}{2T}$=$\frac{0.5760-0.4840}{2×0.02}$=2.30m/s；
0到4过程中重力势能的减小量△EP=mgh=9.8×0.5290m=5.18m；
动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$（m+M）v2=$\frac{1}{2}×（2.3）^{2}（M+m）$=2.65（M+m）
故答案为：（1）不需要；（2）2.30；5.18m； 2.65（m+M）
点评 本题考查机械能守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道如何验证机械能守恒，同时注意两物体的机械能均会发生变化．
练习册系列答案
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18．忽略空气阻力，下列运动过程满足机械能守恒的是（ ）
| A． | 电梯匀速下降 | B． | 物体做自由落体运动过程 | ||
| C． | 物体沿着粗糙斜面匀速下滑 | D． | 降落伞在空中匀速下降 |
19．宇航员登上月球后，从同一高度同时由静止释放锤子和羽毛，则下落过程中（ ）
| A． | 锤子比羽毛速度变化大 | B． | 羽毛比锤子速度变化大 | ||
| C． | 锤子比羽毛加速度大 | D． | 锤子和羽毛加速度一样大 |
如图，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的木板，木板上有质量为m=1kg的物块．它们都以v0=4m/s的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，求：
3．
如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近（但不重叠）的水平直导线，导线中通过图示方向的恒定电流，线框从实线位置由静止释放，在线框的运动过程中（ ）
如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近（但不重叠）的水平直导线，导线中通过图示方向的恒定电流，线框从实线位置由静止释放，在线框的运动过程中（ ）| A． | 线框中的磁通量为零时其感应电流也为零 | |
| B． | 线框中感应电流方向为先顺时针后逆时针 | |
| C． | 线框受到安培力的合力方向竖直向上 | |
| D． | 线框减少的重力势能全部转化为电能 |
13．在“用打点计时器测速度”的实验中，下列说法正确的是（ ）
| A． | 先释放纸带，再接通电源 | |
| B． | 先接通电源，后释放纸带 | |
| C． | 纸带上打出的点越密集说明纸带运动速度越大 | |
| D． | 当电源频率为50Hz时，纸带上打出的相邻两个实验点间的时间间隔为0.02s |
如图所示，放射源P能持续沿水平虚线方向发射速度为v0的带正电粒子，粒子进入电场强度大小为E1、方向水平向左的匀强电场区域I后，又通过水平方向宽度为s的真空区域，进入电场强度大小为E2、方向竖直向下的匀强电场区域Ⅱ．已知粒子的电荷量为q，质最为m，电场区城I在水平方向的宽度为d，电场区域Ⅱ在水平方向的宽度为L0粒子的重力可以忽略不计．
17．如图所示，在绝缘水平面上，相隔为2L的AB两点分别固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线的三点，且O为中点，Oa=Ob=$\frac{L}{2}$．一质量为m、电量为q的小滑块以初速度v0从a点出发，沿直线AB向B点运动，在运动过程中电荷量受到大小恒定的摩擦阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为2v0，继续运动到b点时的速度刚好为零，经多次往返后，滑块停于某点，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
| A． | 滑块一定停于O点 | |
| B． | 滑块在a点受到的电场力大小为$\frac{40kQq}{9{L}^{2}}$ | |
| C． | aO两点间的电势差为$\frac{7m{v}_{0}^{2}}{4q}$ | |
| D． | 运动过程中滑块受到的摩擦阻力大小为$\frac{m{v}_{0}^{2}}{4L}$ |
用如图所示器材研究感应电流．