题目内容

4．利用如图甲所示的实验装置，可以进行“探究功与速度变化的关系”实验．

（1）为了平衡摩擦阻力，可以将图甲中的轨道左端略微垫高（选填“左”、“右”）．
（2）实验中，某同学根据纸带（乙图所示）作W-v2关系图线，W为从O点开始合力所做的功．则该图线可能是下列图线中的D．

分析 （1）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；
（2）根据动能定理分析W-v2的关系图象．

解答 解：（1）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：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，所以为了平衡摩擦力，可将图甲中的轨道左端略微垫高
（2）根据动能定理，有：$W=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$，因为O点速度不为零，故W-v2的关系图象是一条倾斜不过原点的直线，故D正确
故答案为：（1）左（2）D

点评 本题考查探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可，注意要平衡摩擦力，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习．

练习册系列答案
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12．如图所示，有一质量为m=2kg的物块静止放置在倾角为θ=37°的粗糙斜面体上．在斜面体以某一加速度a沿光滑水平面向左做匀加速直线运动的过程中，物块和斜面体始终保持相对静止，g=10m/s2．
（1）若物块与斜面体间恰好没有摩擦力，求此时的加速度a0；
（2）若加速度a1=5m/s2，求此时摩擦力的大小和方向；
（3）若加速度a2=12.5m/s2，求此时摩擦力的大小和方向．
15．某学习小组的同学们在实验室组装了一套如图1所示的装置来验证动能定理．

（1）该学习小组的同学用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合力，为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有BDE．
A．保持砂和砂桶的质量远大于滑块的质量
B．保持砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
C．保持长木板水平
D．把长木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力
E．调整滑轮的高度使细线与长A木板平行
（2）学习小组测量出砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2．实验中打出的一条纸带如图2所示，选取纸带中的B、K两点来验证，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，还需要直接测量哪些物理量？砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s（写出物理量的名称和代表符号）．
（2）根据第（2）小题中的物理量写出动能定理的表达式${m}_{1}^{\;}gs=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$．
12．某实验小组采用图甲所示的装置验证“动能定理“．实验中，小车碰到制动装置时，沙桶尚未到达地面，打点计时器工作电源频率为50Hz．

（1）在已经正确平衡小车的摩擦力后，实验时为了保证小车受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是：沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．（填“远小于“、“等于”或“远大于”）
（2）图乙是沙和沙桶质量为0.03kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可测得各计数点到O的距离s如表，请计算出计时器打下C点时小车的瞬时速度ve=0.49m/s．（结果保留两位有效数字）
纸带的测量结果
测量点0ABCDE
s/cm0.001.513.205.067.159.41
（3）根据上述的测量数据，要验证“动能定理”还需要测量的物理量是小车的质量．
19．某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：

（1）按图1摆好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．
（2）释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带．
（3）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图2所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m…，他把钩码重力（当地重力加速度g=10m/s2）作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W=0.180J（结果保留三位有效数字），用正确的公式Ek=$\frac{m{f}^{2}（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{200}$（用相关数据前字母列式）把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek=0.125J．
（4）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是AB．（双项选择题）
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因．
9．如图所示，一块质量为M=2kg、长为L的木板B放在光滑水平桌面上，B的左端有一质量为m=0.2kg的物块A（可视为质点），A上连接一根很长的轻质细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮挂上一质量为m0=0.1kg的重物，用手托住重物使细绳伸直但无张力，重物距离地面的高度为h=1m；已知A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2，A与滑轮间的细绳与桌面平行，B右端距离桌边定滑轮足够远；释放重物后，A相对于B滑动；重力加速度g=10m/s2；

（1）求重物落地前瞬间细绳上的拉力大小和A的速度大小；
（2）当AB相对静止时，A仍在B上，求从释放重物到AB相对静止的过程中A运动的时间．
16．一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D 点，其v--t图象如图所示，则下列说法中正确的是 （　　）
A．A处的电场强度一定小于B处的电场强度
B．粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能
C．CD间各点电场强度和电势能都为零
D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差
13．如图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带负电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点．则该粒子（　　）
A．带正电
B．在c点受力最大
C．在b点的电势能大于在c点的电势能
D．由a点到b点的动能变化小于由b点到c点的动能变化
14．汽车从静止开始先匀加速直线运动，当速度达到8m/s后立即做匀减速直线运动直至停止，共经历时间10s，由此可以求出（　　）
A．汽车加速运动的时间B．汽车的平均速度
C．汽车减速运动的距离D．汽车运动的总距离为45 m

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