题目内容

18．下列几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系”实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验和“验证机械能守恒定律”实验装置图．其中探究“验证机械能守恒定律”实验装置图是丙（填写“甲”、“乙”、“丙”）；图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力，因此要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（填写“大于”、“小于”、“远大于”、“远小于”）；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时纸带需要挂上小车并穿过限位孔（填写“需要”、“不需”）；这三个实验都使用了打点计时器，打点计时器用交流电源（填写“直流”、“交流”、“交直流均可”）．
利用图丙这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图丁所示．使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=$\frac{{（x}_{3}+{{x}_{4}-x}_{1}{-x}_{2}{）f}^{2}}{4}$．（用x1、x2、x3、x4及f表示）

分析 探究“功与物体速度变化的关系”实验和“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验均需要平衡摩擦力，这样物体所受的拉力才为物体受到的合力．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，只有当满足砝码总质量远小于小车质量时，绳子拉力大小才等于砝码的重力．“验证机械能守恒定律”实验是研究自由落体运动中机械能守恒．

解答 解：“验证机械能守恒定律”实验是研究自由落体运动中机械能守恒，其中探究“验证机械能守恒定律”实验装置图是丙；
根据牛顿第二定律可得出绳子拉力F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，可见，只有满足m＜＜M时，F≈mg，故若用砝玛和砝码盘的总重力代替小车拉力，就应要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；图甲中实验前需平衡摩擦力，平衡摩擦力时不能挂上砝码盘（但需要将纸带穿好，并且打点计时器正常运行）；打点计时器需要交流电源；
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a1+a2）=$\frac{{（x}_{3}+{{x}_{4}-x}_{1}{-x}_{2}{）f}^{2}}{4}$．
故答案为：丙、远小于、需要、交流、$\frac{{（x}_{3}+{{x}_{4}-x}_{1}{-x}_{2}{）f}^{2}}{4}$．

点评 明确每一个实验的实验原理、实验器材、实验步骤及注意事项是解决实验问题的关键．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．

练习册系列答案
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20．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关闭合．两平行金属极板a、b间有垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子正好以速度v匀速穿过两板．不计带电粒子的重力，以下说法正确的是（　　）
A．保持开关闭合，将滑片p向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出
B．保持开关闭合，将滑片p向下滑动一点粒子将可能从下极板边缘射出
C．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出
D．如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出
1．2009年10月1日晚在天安门广场举行了盛大的庆祝中华人民共和国成立六十周年烟花晚会，花炮爆炸的高度为100M，设爆炸前做竖直上抛运动（加速度大小为g），且在最高点爆炸，则花炮出炮口的速度约为$20\sqrt{5}$m/s；若花炮质量为2kg，在炮筒子运动的时间为0.02s，火药对花炮的平均推力为$2000\sqrt{5}$（g 取10m/s2）．
6．描述物体的运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确的是（　　）
A．比较两个物体运动的快慢选取的参考系必须是一样的
B．研究物体的运动时，选择任意物体做参考系，其运动的描述都是一样的
C．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”一定是以地面为参考系
D．选择地面或者选择相对地面静止的物体为参考系研究结果将不同
13．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡（阻值恒定不变）的电阻和定值电阻相同，阻值均为R，电压表为理想电表，K为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法错误的是（　　）
A．电压表读数将变小B．L1亮度不变，L2将变亮
C．L1将变亮，L2将变暗D．电源的发热功率将变大
3．实验室用的标准电阻的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示（　　）
A．B．C．D．
10．某同学设计如下图所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA．
（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I．
（3）根据实验数据描点，绘出的$\frac{1}{I}$-R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在$\frac{1}{I}$坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=$\frac{1}{k}$，内阻r=$\frac{b}{k}$-RA．（用k、b和RA表示）
7．如图所示，将光滑斜面上的一物体的重力分解为F1、F2两个力，下列结论正确的是（　　）
A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
B．物体受mg、N、F1、F2四个力作用
C．物体只受重力mg、弹力N和下滑力F1的作用
D．力N、F1、F2三个力的作用效果跟mg、N两个力的作用效果相同
8．我国“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月成功发射．在“嫦娥二号”卫星奔月过程中，在月球上空有一次变轨过程，是由椭圆轨道A变为近月圆形轨道B，A、B两轨道相切于P点，如图所示．探月卫星先后沿A、B轨道运动经过P点时，下列说法正确的是（　　）
A．卫星运行的速度vA＞vBB．卫星受月球的引力FA=FB
C．卫星的加速度aA＞aBD．卫星的动能EkA＜EkB

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