题目内容

7.有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.举例如下:如图所示.质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上.把质量为m的滑块B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度a=$\frac{M+m}{M+msi{n}^{2}θ}$gsinθ,式中g为重力加速度.对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误的.请你指出该项(  )
A.当θ=0°时,该解给出a=0,这符合常识,说明该解可能是对的
B.当θ=90°时,该解给出a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的
C.当m>>M时,该解给出a=$\frac{g}{sinθ}$,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
D.当M>>m时,该解给出a=gsinθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的

分析 根据加速度的表达式,根据每个选项给出的条件逐步分析,并与实际情况相联系,判断出正误.

解答 解:A、当θ=0°时,sinθ=0,故a=0,故A正确;
B、当θ=90°时,sin90°=1,故a=g,自由落体,故B正确;
C、当m>>M时,斜面体飞出,物体近似自由落体,a≈g;但由于M+m≈m,M+msin2θ≈msin2θ,根据表达式a=$\frac{mgsinθ}{m(sinθ)^{2}}=\frac{g}{sinθ}$,矛盾,故C错误;
D、当M>>m时,M+m≈M,M+msin2θ≈M,斜面体近似不动,可解出a=gsinθ,故D正确;
故选:ABD

点评 本题关键通过单位以及特殊值判断,如果有矛盾,就说明结论是错误的,难度适中.

练习册系列答案
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12.为研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系.某同学想设用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep.根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx.拉力的平均值为$\frac{1}{2}$kx,所以W=$\frac{1}{2}$kx2.他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=$\frac{1}{2}$kx2.为了验证自己的猜想他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论.步骤是:
(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量,即F=kx式中的比例系数k为500N/m;
(2)将金属块放在长木板上,调节长木板的倾角,当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=0.25.
(3)如图1将木板固定在地面上,金属块放置于木板上.弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与金属块接触,用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后,又沿长木板滑行一段距离而停下.测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下面的表格中.
X/cm1.502.002.503.003.504.00
S/cm3.006.0210.0514.9620.9728.05
为验证结果是否符合猜想Ep=$\frac{1}{2}$kx2,则应该根据以上数据作出得图象为D;
A:μGs-x图象;B:μGs-x2图象;C:μG(s+x)-x图象;D:μG(s+x)-x2图象.
在图2的坐标系中作出你所选择的图象,请注明横纵坐标所代表的物理量及单位,并注明你所选的标度,由图可得到Ep和x2间的关系式为Ep=250x2则该同学的猜想是正确(填“正确”或者“错误”)的.

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