题目内容
15．某学习小组的同学们在实验室组装了一套如图1所示的装置来验证动能定理．
（1）该学习小组的同学用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合力，为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有BDE．
A．保持砂和砂桶的质量远大于滑块的质量
B．保持砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
C．保持长木板水平
D．把长木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力
E．调整滑轮的高度使细线与长A木板平行
（2）学习小组测量出砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2．实验中打出的一条纸带如图2所示，选取纸带中的B、K两点来验证，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，还需要直接测量哪些物理量？砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s（写出物理量的名称和代表符号）．
（2）根据第（2）小题中的物理量写出动能定理的表达式${m}_{1}^{\;}gs=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$．
分析 （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；其次要想用钩码的重力表示小车受到的合外力，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量．
（2）求动能的变化量就需要求B、K两点的速度，根据${v}_{B}^{\;}=\frac{{x}_{AC}^{\;}}{2T}$，${v}_{K}^{\;}=\frac{{x}_{JL}^{\;}}{2T}$，因此要测物块质量及AC和JL间的距离；合力做功等于砂桶重力做功，需要测砂桶质量，和BK距离；
（3）衡量做功根据W=Fscosα进行计算，用平均速度代替瞬时速度的方法求出BK两点的速度，进而求出动能的改变量．
解答 解：（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；
设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma ①
钩码有：mg-F=ma ②
F=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$由此可知当M＞＞m时，够码的重力等于绳子的拉力即为小车是合外力
故适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力，使钩码的质量远小于小车的质量，
故选：BDE．
（2）需要测量的物理量有：砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s
（3）则此过程恒力做的功W=m1gs
B点的速度${v}_{B}^{\;}=\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}$
K点的速度${v}_{K}^{\;}=\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}$
所以动能的改变量$△{E}_{k}^{\;}=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}{v}_{K}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}{v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$
动能定理的表达式：${m}_{1}^{\;}gs=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$
故答案为：（1）BDE （2）砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s
（3）${m}_{1}^{\;}gs=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$
点评 要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理，围绕实验原理，明确实验目的，根据相应的物理规律可知需要测量的物理量及实验时的注意事项．
| A． | A物体的上抛初速度大小是两物体相遇时速率的2倍 | |
| B． | A相遇时上升的高度和B已下落的高度相同 | |
| C． | A、B在空中运动的时间相等 | |
| D． | A、B落地速度大小相等 |
| A． | 在实施对接的过程中，神舟十一号飞船和天宫二号都可看作质点 | |
| B． | 对接时间“2016年10月19日凌晨”说的是时刻 | |
| C． | 对接过程中，天宫二号是静止的 | |
| D． | 对接时距地面高度为393km，此处的重力加速度比其正下方地面上的重力加速度值大 |
某实验小组利用如图1所示的装置来探究“加速度与力、质量之间的关系”．
如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，思考该探究方案并回答下列问题．
如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（ ）| A． | 在a、b两点加速度的大小 | B． | 电性与场源电荷的电性相同 | ||
| C． | 在a、b两点时速度大小va＜vb | D． | 在a、b两点的电势能Ea＞Eb |