某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系实验.在实验中.该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．①除实验装置中的仪器外.还需要的测量仪器有刻度尺.天平．②为了保证实验结果的误差尽量小.在实验操作中.下面做法必要的是B．A．实验操作时要先放小车.后接通电源B．在实验过程中要保证砂和砂桶的总� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

①除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有刻度尺、天平．
②为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是B．
A．实验操作时要先放小车，后接通电源
B．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时，需要在细线一端挂上空的砂桶
③如图2所示，为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$．

分析 ①由于实验需要测量小车速度和质量，故还需要的测量仪器有刻度尺、天平．
②解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
③恒力做功根据W=Fscosα进行计算，用平均速度代替瞬时速度的方法求出AB两点的速度，进而求出动能的改变量．

解答解：①由于实验需要测量小车速度，速度是使用打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量质量，故选要天平．
②A、实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故A错误．
B、在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于细绳对小车的拉力．故B正确．
C、实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时，不需要在细线一端挂上空的砂桶，故C错误．
故选：B．
③小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，M远大于m．则对小车的作用力等于砂和砂桶的总重力mg，所以恒力对小车做的功可表示为：mgx．
由v${\;}_{\frac{t}{2}}$=$\frac{x}{t}$
可知，v_A=$\frac{{x}_{1}}{4T}$，
v_B=$\frac{{x}_{2}}{4T}$．
所以小车动能的改变量为：$\frac{1}{2}$Mv_B²-$\frac{1}{2}$Mv_A²=$\frac{1}{2}$M（$\frac{{x}_{2}}{4T}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac{{x}_{1}}{4T}$）²=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$
本实验就是要验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$．
故答案为：①刻度尺、天平，②B，③mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$．

点评明确“探究恒力做功与动能改变的关系”实验的实验原理及方法是求解本题的关键．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决．

练习册系列答案

4．用r₀表示分子引力与斥力平衡时两分子间的距离，下列各图中可以定性反映分子作用力F或分子势能E_P随分子间距离r变化关系的图线是（　　）

	A．	放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
	B．	β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的
	C．	结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
	D．	大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子

8．在“描绘小灯泡I-U特性曲线”实验中，超超同学用所给的器材连接电路，其中小灯泡的额定电压为2.5V．她按连接的电路进行实验．实验时，她调节滑动变阻器滑片的位置，并记录电表的示数．

（1）如图甲所示为超超同学连接的实物线路，你认为连接是否正确？正确（填“正确”或“错误”）
（2）开关闭合之前滑动变阻器的滑片应该置于A端（选填“A端”或“B端”）
（3）超超在实验中测得有关数据如表，其中一组数据有明显的错误，请你判断错误的是第5组．

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
I/A	0.12	0.21	0.29	0.34	0.380	0.42	0.45	0.47
U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60

（4）如图乙所示是超超同学某次测量时电流表、电压表的示数，则电流表读数为0.50 A，电压表读数为2.20 V．

18．以往，已知材料的折射率都为正值（n＞0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n＜0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足$\frac{sini}{sinr}$=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=-1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　）

5．某学校实验小组用如图①所示装置来探究加速度与合外力、质量的关系（已知交变电流的频率为50Hz）．

（1）第一小组采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．下列措施中正确的是：AD
A．首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力．
B．平衡摩擦力的方法就是，在沙桶中添加细沙，使小车能匀速滑动．
C．每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D．实验中通过在沙桶中增加细沙来改变小车受到的拉力
E．每次小车都要从同一位置开始运动
F．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）第二小组在实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带如图②所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s，其中s₁=5.31cm、s₂=5.83cm、s₃=6.34cm、s₄=6.87cm、s₅=7.39cm、s₆=7.90cm，则打下A点时小车的瞬时速度大小是0.661 m/s，小车运动的加速度的大小是0.520 m/s²（计算结果均保留三位有效数字）．
（3）第三小组在研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时得到了如图③所示的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为$\frac{1}{k}$，小车的质量为$\frac{b}{k}$．

2．一小球从距地面50m高处开始做自由落体运动，以释放时为计时起点，则该小球在第3s内的位移为（g=9.8m/s²）（　　）

3．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）

	A．	显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
	B．	在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
	C．	当分子间的引力大于斥力时，宏观物体呈现固态；当分子间的引力小于斥力时，宏观物体呈现气态
	D．	随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力一定先减小后增大
	E．	随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大

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