题目内容

16．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出．

（1）关于该实验，下列说法正确的是CD．
A．打点计时器可以用干电池供电
B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力
C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm…的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系．
（2）如图2所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=0.81m/s．（结果保留两位有效数字）

分析 （1）实验原理：橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系；
（2）橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：w=$\frac{1}{2}$mv2的关系，所以当小车质量一定时：w与v2成正比．

解答 解：①A：打点计时器使用的交流电源，故A错误．
B：实验仪器安装时，要平衡摩擦力，让绳子的拉力等于小车受到的合外力，故B错误．
C：小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功，所以小车必须从同一位置由静止弹出．故C正确．
D：橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：w=$\frac{1}{2}$mv2的关系，所以当小车质量一定时：w与v2成正比．所以最好做w与v2的关系，实验时需要画多个图象找最好的，故D正确．
故选：CD
（2）从纸带上我们可判断出打C点时，小车具有最大的速度
vD可由C到E的平均速度求出：
即：vD=$\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.0162+0.0162}{0.04}$=0.81m/s
故答案为：（1）CD；（2）0.81

点评 实验原理是：w=$\frac{1}{2}$mv2，实验中要清楚是如何改变W，如何获得的速度v即可，实验中用到多条橡皮筋，就要求每次橡皮筋相同且被拉长的一样多，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，难度适中．

练习册系列答案
相关题目
18．如图所示，α星和β星组成的双星系统的“晃动”周期为T（实际是环绕运动，不过人们往往只能看到它们在晃动），α星的晃动范围为Dα，β星的晃动范围为Dβ，试求α星和β星的质量．
19．一根内壁光滑的$\frac{3}{4}$圆弧管道竖直放置，管道半径为R．从管口A的正上方由静止释放一小球，小球沿着管道运动到B，从B处水平飞出又落入管道．求释放小球处离管口A的高度h是多少？
4．如图所示装置可用来验证机械能守恒定律．摆锤A栓在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离O竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动．
（1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度．为了求出这一速度，实验中还应该测量哪些物理量：铁片遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h．
（2）根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$．
（3）根据已知的和测得的物理量，摆锤在运动中机械能守恒的关系式为$\frac{g{x}^{2}}{4h}$=gL（1-cosθ）．
11．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止．金属板带电情况、线圈中的磁感应强度B的方向及变化情况、磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$、正确的说法是（　　）
A．磁感应强度B竖直向上且正增强，金属板上板带负
B．磁感应强度B竖直向下且正增强，金属板上板带负
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{dmg（R+r）}{nRq}$
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{dmg（R+r）}{nRq}$
1．如图，R为真空室内一放射源，LL′为一张薄纸板，MN为荧光屏，放射源正对荧光屏的中心O点射出α、β、γ三种射线．若在虚线框内加上垂直于线框平面的匀强磁场时，荧光屏上只观察到O、P两个亮点，则打在O点的是γ射线，虚线框内磁场的方向向里（选填“向里”或“向外”）．
8．如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场．一个质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力，则（　　）
A．若粒子恰好从c点离开磁场，则磁感应强度B=$\frac{m{v}_{0}}{2qL}$
B．若粒子恰好从d离开磁场，则磁感应强度B=$\frac{2m{v}_{0}}{qL}$
C．若粒子恰好从bc边的中点离开磁场，则磁感应强度B=$\frac{4m{v}_{0}}{5qL}$
D．粒子从c点离开磁场时的动能大于从bc边的中点离开磁场时的动能
5．飞行时间质谱仪（TOFMS）的基本原理如图1所示，主要由离子源区（第一加速电场）、第二加速电场、漂移区和探测器四部分组成，带正电的离子在离子源区形成后被电场强度大小为E的电场加速，进入电场强度大小为2E的第二电场再次加速，经过漂移区（真空无场），到达离子探测器．设离子在离子源区加速的距离为S，二次加速的距离为1.5S，在漂移区漂移的距离为10S，忽略重力的影响．
（1）若正离子的比荷为k，在漂移区运动的速度大小为多少？
（2）若探测器测得某一正离子，在两个加速电场和漂移区运动的总时间为t，则该正离子的比荷为多少？
（3）某科研小组为了使探测器位置更加合理，将上述原理图作如图2所示修正，在漂移区末端加一磁感应强度大小为B=$\sqrt{\frac{2E}{kS}}$，方向如图的圆形磁场（与漂移区边界相切，圆心在x轴上），探测器在y轴上，现使比荷为k的正离子开始沿x轴运动，在漂移区进入圆形磁场，离开磁场后，落到探测器的位置与O点的距离为H=8S，则圆形磁场的半径R为多少？（已知：tanθ=$\frac{2tan\frac{1}{2}θ}{1-ta{n}^{2}\frac{1}{2}θ}$）
6．下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是（　　）
A．作匀速直线运动的物体B．作平抛运动的物体
C．做匀加速运动的物体D．物体不受摩擦力的作用

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网