题目内容

20．下列实验中，需要平衡摩擦力的有（　　）
A．用打点计时器测速度B．探究小车速度随时间变化的规律
C．验证力的平行四边形定则D．探究加速度与力、质量的关系

分析 高中物理几个实验中，“探究加速度与力、质量的关系”和“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力．

解答 解：A、用打点计时器测速度，不需要平衡摩擦力，故A错误；
B、该实验实验目的是“探究小车速度随时间变化的规律”，只要小车能做匀变速直线运动即可，即使不平衡摩擦力，小车依然做匀变速直线运动，即摩擦力存在不影响实验结果．故B错误；
C、验证力的平行四边形定则实验中，摩擦力对实验没有影响，不需要平衡摩擦力．故C错误；
D、小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．即摩擦力存在严重影响实验结果．故D正确．
故选：D

点评 解答本题要知道，当摩擦力对实验结论没有影响时，可以不平衡摩擦力，若摩擦力对实验结论有影响，则必须平衡摩擦力，要求同学们能明确各个实验的原理，难度不大，属于基础题．

练习册系列答案
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10．一列从车站开出的火车，在平直轨道上做匀加速直线运动，已知这列火车的长度为L，火车头经过某路标时的速度为v1，而车尾经过此路标时的速度为v2，求：
（1）火车的加速度a．
（2）火车中点经过此路标时的速度v．
（3）整列火车通过此路标所用的时间t．
11．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻，他检查了多用电表的机械调零后将红、黑表笔分别插入多用表的正负表笔插孔，又将选择开关拨至电阻测量适当的量程处，然后他应该将红黑表笔短接．进行欧姆调零，在测二极管的反向电阻时，将红表笔接二极管正极，另一支表笔接二极管负极，读出电表示数．
8．与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图2所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．

①滑块通过光电门1时的速度v1=1.00m/s，通过光电门2时的速度v2=2.50m/s：
②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为5.25J，重力势能的减少量为5.29J．（计算结果保留3位有效数字）．
15．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳（绳另一端都有绳套），用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是CE（填入相应的字母）．
（2）“验证力的平行四边形定则”的某次实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．图乙中的F与F′（为一个弹簧秤拉时记下的拉力）两力中，方向可能不沿AO方向的是F（填入相应的字母）．
（3）关于分力F1、F2的大小、方向以及两个力的合力F的说法中正确的是BD
A．F1或F2的大小总是小于合力F的大小
B．F1和F2的夹角为0°到180°之间某一值时，F1大小不变，F2增大合力F可能减小
C．F1和F2的夹角为0°到180°之间某一值时，F1、F2同时增大合力F一定增大
D．F1和F2的夹角在0°到180°之间时，若F1、F2的大小不变，则合力F的大小随F1与F2夹角的减小而增大．
5．内阻不计的交流发电机通过输电线给远处的用户供电．当用户端只用一盏“220V 100W”的白炽灯时，该灯正常发光；当用户端并联此种灯10盏时，每只灯实际功率为49W，灯的电阻不变，求：
（1）发电机的电动势和输电线的电阻；
（2）接10盏时输电线损耗的功率；
（3）如果发电机先用匝数比为1：10的升压变压器将电压升高，经过同样的输电线后，再用匝数比为10：1的降压变压器将电压降低后向用户供电，当用户端并联此种灯100盏时，每盏灯的实际功率是多少？此时输电线损耗的功率是多大？
12．如图所示，质量为m=20kg的纸箱在拉力F的作用下沿水平地面运动，拉力F=100N，方向与水平面的夹角为θ=53°，纸箱与水平地面的动摩擦因数μ=0.2．（取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）求纸箱受到的支持力和摩擦力的大小．
（2）纸箱由静止开始运动，2s内的位移多大？
（3）若2s后撤去拉力，箱子还能滑行多远停下来？
9．在半径为r的圆弧形固定杆子PQ上用两根长度均为r的细绳AO、BO系住一个重为G的物体，AO、BO绳子上的拉力大小分别为F1、F2．若将细绳BO的B端从Q处沿圆弧缓慢移到P1处，结点O位置保持不变，则下列判断正确的是（　　）
A．F1逐渐减小B．F1 先逐渐变小后逐渐变大
C．F2逐渐变大D．F2先逐渐变小后逐渐变大
20．（1）“验证力的平行四边形定则”实验中，部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线；
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：钩码个数、结点O的位置、橡皮绳的伸长方向、
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使结点与O的重合，记录：钩码个数、细绳的方向；
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα：cosβ=$\frac{3}{4}$；
（3）用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是C．
A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
D．用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好．

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