题目内容

16．某学习小组利用图甲所示的实验装置探究动能定理，气垫导轨放置在桌面上，一端装有光滑的定滑轮；导轨上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端有一拉力传感器通过细线经定滑轮与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的周期为T．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，用手托住托盘，接通电源待打点计时器稳定工作后松手，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点． 

（1）本实验存在一个重大的失误，该失误是：没有验证导轨是否水平．
（2）若滑块的质量没有远大于托盘及砝码的总质量，对本实验没有影响（填“有”或“没有”）．
（3）在正确规范操作后，得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，为了探究滑块所受的合力做的功与其动能变化之间的关系，实验时除了需要读出传感器示数F和测出纸带上s1、s2、s3、s4的长度外，在一列物理量中还有应测量的是C．
A．导轨的长度L  B．砝码的质量m  C．滑块的质量M
（4）从打点计时器打下点C到打下点E的过程中，若动能定理成立，则F（s2+s3）=$\frac{1}{2}M{（\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）}^{2}$．

分析 分析实验原理及实验做法，则可得出实验中应注意事项及应测量的物理量，本实验中滑块受到的拉力可以通过拉力传感器直接得出，不需要用托盘及砝码的总重力代替，根据实验原理结合动能定理可得出表达式．

解答 解：（1）本实验中需要验证实验导轨是否水平，而本题中没有进行验证；
（2）本实验中滑块受到的拉力可以通过拉力传感器直接得出，不需要用托盘及砝码的总重力代替，所以滑块的质量没有远大于托盘及砝码的总质量，对本实验没有影响；
（3）根据实验原理可知，拉力对滑块做的功等于滑块动能的增加量，故应测量滑块的质量M，故C正确，
故选：C
（3）分别求出C、E两点的速度vC=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$，vE=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$，
若动能定理成立，则F（s2+s3）=$\frac{1}{2}M（{\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）}^{2}-\frac{1}{2}M（{\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）}^{2}$．
故答案为：（1）没有验证导轨是否水平；（2）没有；（3）C；（4）$\frac{1}{2}M{（\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）}^{2}$

点评 本题为探究性实验，要注意正确掌握实验原理，能根据题意明确实验的原理，这样才能准确求解，注意验证动能定理时要平衡摩擦力，难度适中．

练习册系列答案
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6．测量电源的内阻，提供的器材如下：
A．待测电源E（内阻约为10Ω）
B．电源E0（电动势E0略大于待测电源的电动势E）
C．灵敏电流计G（0-30μA）
D．电阻箱（0-99999.9Ω）
E．电阻箱（0-99.9Ω）
F．定值电阻R0
G．均匀金属电阻丝及滑动触头
H．开关、导线若干
（1）实验时采用图1所示电路，闭合开关S1、S2，将滑动触头P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P点位置，并减小（选填“增大”或“减小”）电阻箱R1的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，此时金属丝左端接线柱A与触头P间的电势差UAP等 于（选填“大于”、“小于”或“等于”）待测电源E的路端电压．
（2）改变R2的阻值重复实验，用（1）中的方法调节到G表不发生偏转，用刻度尺测量触头P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱R2的阻值，根据上述步骤测得的数据，作出电阻箱R2的阻值R与对应AP间距离L的关系图象
$\frac{1}{L}$-$\frac{1}{R}$如图2所示．测得图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为 b，则待测电源 E 的内阻测量值为$\frac{k}{b}$．
（3）实验中，电阻箱R2应选用E（选填序号“D”或“E”）
（4）请写出由金属丝引起误差的一个原因：通电后温度变化使金属丝电阻变化．
7．我国发射的神舟十号载人飞船与天宫一号目标飞行对接时，天宫一号需下调飞行高度迎接神舟十号载人飞船以实现顺利对接，如图所示，天宫一号调整前后做圆周运动距离地面的高度分别为h1和h2，已知地球半径为R，忽略地球自转的影响，天宫一号调整前后（　　）
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B．周期之比为$\sqrt{\frac{（R+{h}_{1}）^{3}}{（R+{h}_{2}）^{3}}}$
C．向心加速度大小之比为$\frac{（R+{h}_{2}）^{2}}{（R+{h}_{1}）^{2}}$
D．所受地球引力大小为$\frac{R+{h}_{2}}{R+{h}_{1}}$
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A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动的规律
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如果氧气瓶中氧气质量发生了变化，经历了1→2过程，则此时氧气瓶正在用气（选填“用气”或“充气”）．
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