题目内容
20．用如图甲示的装置探究外力对小车做功与小车动能变化的关系．①逐渐向砂桶中添加细砂粒，当观察到小车拖着的纸带打下间距均匀的点迹时，记下砂桶和砂的总质量m0，可认为小车受到的摩擦阻力大小为m0g．
②保持小车的质量不变，继续向砂桶中添加细砂粒，让小车加速运动，图乙为实验中得到的一条理想纸带的一部分，纸带上显示的点为计数点，测出小车的质量为M、砂桶和砂的总质量为m、相邻两计数点的时间间隔为T．为了减小实验误差，小车的质量与砂桶和砂的总质量之间须满足M远大于m．
③从纸带上测得AB两计数点的间距为d（图中未画出），在打点计时器打下A点到打下B点的过程中，小车所受外力做功W=（mg-m0g）d，小车动能的变化△Ek=$\frac{M[（{s}_{3}+{s}_{4}）^{2}-（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}]}{8{T}^{2}}$．
分析 （1）根据小车的运动为匀速运动，由共点力的平衡条件可求得摩擦力；
（2）根据实验中所采用的拉力与沙桶重力的关系可明确是否需要满足条件；
（3）由受力分析确定拉力大小，由功的公式求解拉力的功；由平均速度公式求解AB两点的速度，再由动能表达式可求得动能的改变量．
解答 解：（1）由题意可知，小车做匀速直线运动，则说明小车受力平衡，故摩擦力与沙桶的重力大小相等，故摩擦力为f=m0g；
（2）因本题中用沙桶的重力等效为绳子的拉力，为了减小误差，应要求小车的质量M远大于砂桶和砂的总质量m；
（3）小车受到的合外力F=mg-m0g；合外力做功W=Fd=（mg-m0g）d；
小车在A点的速度vA=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$；B点的速度vB=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$；
则动能的变化量△EK=$\frac{1}{2}$MvB2-$\frac{1}{2}$MvA2=$\frac{M[（{s}_{3}+{s}_{4}）^{2}-（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}]}{8{T}^{2}}$
故答案为：（1）m0g；（2）远大于；（3）（mg-m0g）d；$\frac{M[（{s}_{3}+{s}_{4}）^{2}-（{s}_{1}+{s}_{2}）^{2}]}{8{T}^{2}}$
点评 本题考查验证动能定理的实验，要注意正确分析实验原理，明确实验中所采用的方法，同时掌握数据处理的方法，并能正确分析误差，从而找出减小误差的方法．
练习册系列答案
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10．
如图所示，是以弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则（ ）
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11．
a、b、c三个物体在同一条直线上运动，其位移时间图象中，图线c是一条x=0.4t2的抛物线．有关这三个物体在0～5s内的运动，下列说法正确的是（ ）
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15．
跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下，运动员沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
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12．
如图所示，导电物质为正电荷的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k$\frac{{I}_{H}B}{d}$，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则下列说法不正确的是（ ）
如图所示，导电物质为正电荷的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k$\frac{{I}_{H}B}{d}$，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则下列说法不正确的是（ ）| A． | 霍尔元件前表面的电势低于后表面 | |
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9．下列关于光的本性的说法正确的是（ ）
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10．人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是（ ）
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