题目内容

如图1所示为“探究功与速度变化的关系”的实验装置．图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．再用2条、3条…相同的橡皮筋并在一起进行实验．每次实验中小车获得的速度由打出的纸带算出．

（1）为了平衡小车受到的摩擦力，木板应______（填“水平”或“倾斜”）放置；
（2）判断摩擦阻力已被平衡的方法是______
A．释放小车后，小车能够运动
B．轻推一下小车，小车能够匀速运动
C．释放小车后，拖着纸带的小车能够运动
D．轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速运动
（3）实验中______（填“需要”或“不需要”）测出一条橡皮筋对小车做功W的数值．
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图2纸带的______部分进行测量（选填“AD”、“DG”或“GK”）．
（1）实验中橡橡皮筋对小车所做功认为是合外力做功，因此需要平衡摩擦力，故木板应该是倾斜的．
（2）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑即可；
故选：D
（3）实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，故实验中不需要测出一条橡皮筋对小车做功W的数值．
（4）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．即应选用纸带的GK部分进行测量．
故答案为：（1）倾斜；（2）D；（3）不需要；（4）GK
练习册系列答案
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黄珊汕在2010年广州亚运会女子蹦床决赛中，由于表现出色获得金牌。当她从接触蹦床面到运动至最低点的过程中（忽略空气阻力的影响），以下说法正确的是（   ）
A．黄珊汕重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
B．蹦床的弹性力做负功，弹性势能增加
C．黄珊汕的动能始终减小
D．黄珊汕到达最低点前重力势能始终减小
某实验小组用图所示的装置来“探究合外力对物体做功与物体动能变化的关系”：
（1）该实验小组的同学在选好器材并安装好后，他们进行了如下的一些操作或步骤，其中需要且正确的是______
A．利用天平测出小车的质量为200g和一组钩码的质量：5g、10g、40g、50g；
B．平衡小车所受的阻力：不挂钩码，用小垫块调整木板左端的高度，接通打点计时器的电源，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点；
C．他们挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩上，打开电磁打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带；
D．再在小车里放上30g的砝码，接着该组同学又重复了步骤B、C一次．
（2）比较（1）问中的两次实验得到的纸带，他们选取第二次（即步骤D）得到的纸带．经测量、计算，得到如下数据：
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm，
②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，取g=10m/s2，则拉力对小车做的功为______J，小车和小车中砝码的动能增量为______J．
（1）如图1所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系．
①选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W；用3条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为______．
②小车运动中会受到摩擦阻力，在实验中应如何操作以消除这种影响______．
（2）某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图2所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知实验中所用重物的质量m=2kg，打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．
①根据图2可知，记录B点时，重物的速度vB=______m/s，重物动能EkB=______J．从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是______J（以上三空均保留三位有效数字），由此可得到的结论是______．
②该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量，则造成这种现象的原因可能是______．
③根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以
v2
2
为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图3中的______．
④若该同学不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？______．（填“能”或“不能”）
如图所示，均匀光滑直杆AB长为L，可绕光滑固定转轴O转动，O在距B点
L
3
处．在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门测量位置和距转轴O的高度差h可以调节，有一质量为m的小球套在光滑杆上，重力加速度g取10m/s2．
（1）若杆的质量忽略不计，小球固定在杆OA的中点处，由静止释放杆，请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式；
（2）实际情况下杆的质量M不能忽略，拿走小球后重复实验，得到了如图所示的vA2与h关系图线．请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式；
（3）将光电门安装在OA中点正下方
L
3
处，将杆由水平位置静止释放，套在杆上某处的小球由静止开始沿杆下滑，恰好经过该光电门，测得小球对地速度大小为v．已知杆的质量M是小球质量m的
2
倍，杆绕O点转动时的动能Ek与vA满足（2）问关系．求此时小球重力做功的瞬时功率P．
某同学通过数根相同的橡皮条和打点计时器，来探究橡皮条做功与小车获得速度之间的关系，得到右表数据．则下列说法正确的是 （　　）
abc
橡皮条根数速度速度的平方
11.01.00
21.411.99
31.732.99
42.004.00
A．利用改变橡皮条的根数来改变做功的大小，使做功数值倍数增加
B．每次改变橡皮条的根数，不需要将小车拉到相同的位置释放
C．从表格a列和b列对比，可判断橡皮条做功与小车速度成正比
D．从表格a列和c列对比，可判断橡皮条做功与小车速度平方成正比
“探究做功与物体速度变化的关系”实验装置如图所示．实验中，要求通过调整木板的倾角来平衡摩擦阻力．判断摩擦阻力已被平衡的方法是（　　）
A．释放小车后，小车能够运动
B．轻推一下小车，小车能够匀速运动
C．释放小车后，拖着纸带的小车能够运动
D．轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速运动
改变汽车的质量和速度，都能使汽车的运动发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来的2倍的是（　　）
A．质量不变，速度变为原来的2倍
B．质量和速度都变为原来的2倍
C．质量变为原来2倍，速度减半
D．质量减半，速度变为原来的2倍
如图所示，两根足够长相距为L的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角53°，导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中，有界匀强磁场的宽度，导轨上端连一阻值R=1Ω的电阻。质量m=1kg、电阻r=1Ω的细金属棒ab垂直放置在导轨上，开始时与磁场上边界距离，现将棒ab由静止释放，棒ab刚进入磁场时恰好做匀速运动。棒ab在下滑过程中与导轨始终接触良好，导轨光滑且电阻不计，取重力加速度g = 10m/s2。求：

（1）棒ab刚进入磁场时的速度v；
（2）磁场的磁感应强度B；
（3）棒ab穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q 。

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