题目内容
15．某同学在实验室用如图1所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．
（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用（填“电磁”或“电火花”）电火花式打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能匀速直线运动．
（2）在沙和沙桶的总质量远小于小车的质量条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制M（小车的质量）不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图2是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中hA=42.05cm，hB=51.55cm，hC=62.00cm则小车的加速度为a=0.95m/s2，打B点时小车的速度为VB=1.0m/s．（保留2位有效数字）
（4）在此实验中，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒实验数据应满足一个怎样的关系式$mg{h_B}-\frac{1}{2}（m+M）v_B^2$．（用上题的符号表示，不要求计数结果）
分析 （1）电火花计时器摩擦小，误差小；平衡摩擦力后，小车不受拉力时匀速运动；
（2）在砂桶质量远小于小车质量的情况下，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶受到的重力；实验要注意控制变量法的应用；
（3）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度；做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值，△x=at2，据此求出纸带的加速度；
（4）根据动能定理列方程求解．
解答 解：（1）电火花计时器摩擦小，误差小；平衡摩擦力后，小车不受拉力时匀速运动；
（2）砂桶质量远小于小车质量的条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力；
探究加速度与合力的关系时，应控制小车的质量不变，改变拉力大小，看加速度与力间有什么关系；
（3、4）由△s=aT2，得：a=$\frac{（62.00-51.55）-（51.05-42.05）}{0．{1}^{2}}$×10-2=0.95m/s2
根据动能定理有：mghB-Wf=$\frac{1}{2}$（m+M）vB2
解得：vB=$\frac{AC}{0.2}$=1.0m/s
解得：Wf=$mg{h_B}-\frac{1}{2}（m+M）v_B^2$
故答案为：（1）电火花 匀速直线运动
（2）沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 M（小车的质量）
（3）0.95 1.0
（4）$mg{h_B}-\frac{1}{2}（m+M）v_B^2$
点评 要知道验证牛顿第二定律实验和验证动能定理实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度、动能增加量、合力的功．
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8．
如图所示，质量为m的物体沿斜上方以速度v0抛出后，能达到的最大高度为H，当它将要落到离地面高度为h的平台时（不计空气阻力，取地面为参考平面），下列判断正确的是（ ）
如图所示，质量为m的物体沿斜上方以速度v0抛出后，能达到的最大高度为H，当它将要落到离地面高度为h的平台时（不计空气阻力，取地面为参考平面），下列判断正确的是（ ）| A． | 它的总机械能为$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$ | B． | 它的总机械能为mgH | ||
| C． | 它的动能为$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$-mgh | D． | 它的重力势能为 mg（H-h） |
6．
如图所示，一小球（可视为质点）从一半径为r=0.8m的细管的上端口以速度v水平飞出，恰好可以落到左侧的水平台上而不掉下，水平台面与圆管圆心在同一水平面上，与圆心O距离为x=1.6m，忽略任何空气阻力，g=10m/s2，下面关于小球的运动和受力说法正确的是（ ）
如图所示，一小球（可视为质点）从一半径为r=0.8m的细管的上端口以速度v水平飞出，恰好可以落到左侧的水平台上而不掉下，水平台面与圆管圆心在同一水平面上，与圆心O距离为x=1.6m，忽略任何空气阻力，g=10m/s2，下面关于小球的运动和受力说法正确的是（ ）| A． | 小球在细管上端口时速度大小为4m/s，受到细管上壁的压力作用，大小等于小球的重力 | |
| B． | 小球在细管上端口的速度大小为4m/s，受到细管下壁的支持力作用，大小等于小球的重力 | |
| C． | 小球在细管上端口的速度大小为2$\sqrt{2}$m/s，不受细管壁的任何作用力 | |
| D． | 小球在细管上端口的速度大小为2$\sqrt{2}$m/s，到细管下壁的支持力作用，大小等于小球重力的一半 |
10．
在交通事故中，测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用，《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式：v=$\sqrt{4.9}$$\frac{△L}{\sqrt{{h}_{1}}-\sqrt{{h}_{2}}}$，式中△L是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离，h1、h2分别是散落物A、B在车上时的离地高度．如图所示．只要用米尺测量出事故现场的△L、h1、h2三个量，根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度，则下列叙述正确的是（ ）
在交通事故中，测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用，《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式：v=$\sqrt{4.9}$$\frac{△L}{\sqrt{{h}_{1}}-\sqrt{{h}_{2}}}$，式中△L是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离，h1、h2分别是散落物A、B在车上时的离地高度．如图所示．只要用米尺测量出事故现场的△L、h1、h2三个量，根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度，则下列叙述正确的是（ ）| A． | A、B 落地时间相同 | |
| B． | A、B 落地时间差与车辆速度无关 | |
| C． | A、B 落地时间差与车辆速度成正比 | |
| D． | A、B 落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积小于△L |
20．如图所示为两物体A、B的x-t图象，根据图象信息，下列说法正确的是（ ）
| A． | 从第3 s起，两物体运动方向相同，且vA＞vB | |
| B． | 两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3 s才开始运动 | |
| C． | 在5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇 | |
| D． | 在5 s内A、B的平均速度不相等 |
7．关于电源，下列说法中正确的是（ ）
| A． | 电源电动势与电压的单位不同 | |
| B． | 电源的作用是能为电路持续地搬运自由电荷 | |
| C． | 电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置 | |
| D． | 内阻和电动势同为电源的重要参数 |
质量为m的一根柔软的导线，如图所示放置：它的两端固定在同一高度，导线处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且通以电流I，作用在导线悬点的力与水平成α角，求它的最低点所受的拉力T．尺寸L和h为已知．
7．下列物理量中，属于矢量的是（ ）
| A． | 力 | B． | 质量 | C． | 动能 | D． | 时间 |