题目内容

6．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

（1）实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=1.702 mm
（2）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是C
A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2            B．（m-m0）gs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
C．（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2      D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2．

分析 （1）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
（2）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式．

解答 解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm．可动刻度读数为0.01×20.2mm=0.202mm，所以最终读数为：1.5mm+0.202mm=1.702mm；
（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
滑块通过光电门1速度为：v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$
滑块通过光电门2速度为：v2=$\frac{d}{{t}_{2}}$
根据功能关系需要验证的关系式为：（F-m0g）s=$\frac{1}{2}M{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$
即：（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2，故C正确，ABD错误．
故选：C
故答案为：（1）1.702；（2）C

点评 了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．

练习册系列答案
相关题目
8．如图所示，一实心小球以30m/s的速度竖直向上抛出，经3s到达最高点45m处，第4s物体下落了5m，下列说法正确的是（　　）
A．前4s路程为50mB．前4s位移为40m，方向向下
C．前4s位移为40m，方向向上D．第4s位移为5m，方向向上
17．为验证“拉力做功与气体动能改变的关系”，某同学到实验室找到了以下器材：一端带有滑轮的长木板、电磁打点计时器、小车（质量为300g）、质量分别为10g、2g和50g的钩码、学生电源（有“直流”和“频率为50Hz的交流”两挡）、导线、开关、细线等．同学们进行如下操作：
A．用导线连接打点计时器、开关和学生电源“50Hz交流挡”，然后按图a所示组装实验装置
B．将质量为300g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车
C．选用50g的钩码挂在拉线上
D．释放小车，然后接通打点计时器的电源，打出一条纸带
E．在多次重复实验得到的纸带中，选出一条点迹清晰的纸带，如图b所示
F．进行数据采集与处理
G．实验完毕，整理复位实验器材

请同学们完成下列问题：
（1）该同学的操作过程哪步是明显错误的D（填相应的字母）
（2你认为该同学的操作过程中缺漏的环节是没有平衡摩擦力．
（3）该同学把纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打该点时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6（相邻两个计数点间还有四个点未画），如图b所示．该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图b上．则在打计数点4时，小车的速度为0.58m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为0.059J，小车的动能增量为0.050J．取重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）
（4）由（3）中数据发现，该同学并没有得到“拉力对消除做的功等于小车动能的增量”的结论，且对其它点（如2、3、5）点进行计算的结果与“4”计数点相似，你认为产生这种实验结果的主要原因有（写出一条即可）小车的质量不满足远大于钩码质量或没有平衡摩擦力．
14．一质量m的物体，在竖直向上拉力F作用下由静止开始运动，已知加速度大小为$\frac{1}{2}$g，当物体上升高度为2h时，如不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．物体的动能增加了mghB．拉力F所做的功为2mgh
C．物体的机械能增加了3mghD．物体的重力势能减少了mgh
1．如图所示是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带．图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s．由图中的数据可计算得出，打C点时小车的速度大小是0.21m/s，小车运动的加速度大小是0.60m/s2．（计算结果均保留两位有效数字）
11．如图甲所示为一列横波在t=1.0s时刻的图象，如图乙所示为P处质点的振动图象，则下列说法中正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．波沿x轴负方向传播
C．波速为4 m/s
D．当O处质点振动到波谷时，P处质点振动到波峰
18．某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验，试完成主要步骤：
（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向
（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向（如图丙中的Oc）．如乙图所示，读得弹簧测力计的示数F=4.0N
（3）如丙图所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：
a．按同样的标度作出力F的图示
b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′
（4）关于该实验注意事项，下列说法中正确的是B
A．实验中所用的两根细绳越短越好
B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°．
15．将一质量为m的物体从离地面高h处，以速度v0水平抛出，重力加速度为g．
（1）求物体从抛出到落地过程中重力的平均功率
（2）在物体刚要落地时重力的瞬时功率（不计空气阻力）．
16．在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．人的动能先增加后减小，动能与势能之和不变
B．人的动能先增加后减小，动能与势能之和一直减小
C．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后不变
D．人的动能先增加后减小，动能与势能之和先变大后减小

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网