题目内容
5．
用如图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的铁质小立方体从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t．测出AB之间的距离h．实验过程中立方体一面与纸面同面并不翻滚．
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量D．
A．A点与地面间的距离日
B．小立方体的质量m
C．小立方体从A到B的下落时间tAB
D．小立方体的边长d
（2）小立方体通过光电门时的瞬时速度v=，若下落过程中机械能守恒，则
$\frac{1}{{t}^{2}}$与h的关系式为$\frac{1}{{t}^{2}}$=$\frac{2g}{{d}^{2}}$h．
分析 （1）该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式．
解答 解：（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．
故选D．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=$\frac{d}{t}$，
根据机械能守恒的表达式有：mgh=$\frac{1}{2}$mv2，即：$\frac{1}{{t}^{2}}$=$\frac{2g}{{d}^{2}}$h．
故答案为：（1）D；（2）$\frac{d}{t}$；$\frac{2g}{{d}^{2}}$h．
点评 无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律．
练习册系列答案
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15．下列说法正确的是（ ）
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16．某实验小组利用DIS系统在电梯内研究超重和失重现象．他们在电梯地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个质量为2kg的布娃娃，零时刻电梯处于静止状态，如图甲所示．实验中计算机显示出传感器所受压力大小随时间变化的关系，如图乙所示．（g=10m/s2）则（ ）
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| D． | 电梯可能先停在高楼层，经减速向下、匀速向下、加速向下过程，最后停在低楼层 |
13．我国自行研制的新一代8×8轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平，将成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备．设该装甲车的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s速度便可达到最大值vm．设在加速过程中发动机的功率恒定为P，坦克所受阻力恒为f，当速度为v（vm＞v）时，所受牵引力为F．以下说法正确的是（ ）
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| D． | 坦克从静止开始达到最大速度vm所用时间t$＜\frac{2S}{{v}_{m}}$ |
20．
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触（未连接），物体静止时弹簧被压缩了x0．现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中（ ）
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触（未连接），物体静止时弹簧被压缩了x0．现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中（ ）| A． | 物体的机械能不守恒 | |
| B． | 弹簧弹力对物体做功的功率一直增大 | |
| C． | 弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sin θ | |
| D． | 物体从开始运动到速度最大的过程中重力做的功为2mgx0sin θ |
1．
如图所示是一场强大小为E、方向水平向右的匀强电场，现将一电子从A点移动到B点．已知电子的带电量为e，AB间距离为d，AB连线与电场线成37°角，则可知（ ）
如图所示是一场强大小为E、方向水平向右的匀强电场，现将一电子从A点移动到B点．已知电子的带电量为e，AB间距离为d，AB连线与电场线成37°角，则可知（ ）| A． | 电子的电势能减小 | |
| B． | 电场力做功为W=eEd | |
| C． | 电场中A点的电势φA小于B点的电势φB | |
| D． | AB两点的电势差为UAB=Edcos37° |
18．
如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中（ ）
如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中（ ）| A． | 物块m上滑所用的时间大于下滑所用的时间 | |
| B． | 物块m下滑时受到斜劈的作用力竖直向上 | |
| C． | 地面对斜劈M的摩擦力先向左后向右 | |
| D． | 地面对斜劈M的支持力总小于（M+m）g |
19．
国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=200$\sqrt{2}$sin 100πt（V），电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是（ ）
国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=200$\sqrt{2}$sin 100πt（V），电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是（ ）| A． | 输入电压有效值为200 V，电流频率为50 Hz | |
| B． | S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大 | |
| C． | S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小 | |
| D． | 若变阻器的滑片不动，S打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小 |