题目内容

8．如图所示是某同学做“探究功率与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，橡皮筋将小车从静止弹出，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡小车运动过程中的摩擦阻力；
（2）关于本实验的操作，下列叙述中正确的是BD．
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致
C．实验中，应测出小车加速运动过程的加速度
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（3）在正确操作的情况下，打点计时器打在纸带上的点并不都是均匀的．如图为某次实验中纸带上连续打出的两段点迹，已知打点计时器的打点周期为0.02s，利用纸带计算出小车获得的速度v=1.70m/s．（保留三位有效数字）

分析 （1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡摩擦力
（2）实验直接去测量一个做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．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，再加上打点计时器测出小车获得的最大速度即动能可求
（3）当橡皮筋的弹力为零时小车速度最大．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．此时速度为相等的点距除以时间间隔．

解答 解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高，所以实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡小车运动过程中的摩擦阻力
（2）解：A、我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，故A错误
B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度一定要保持一致，故B正确；
C、实验中只需测量加速过程的末速度即匀速运动的速度，不必测量加速运动过程中的加速度．所以C错误
D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故D正确
故选：BD．
（3）小车获得的速度即匀速运动的速度为：$v=\frac{△x}{△t}=\frac{3.40×1{0}_{\;}^{-2}}{0.02}=1.70m/s$
故答案为：（1）平衡小车运动过程中的摩擦阻力；（2）BD；（3）1.70

点评 本题关键从实验目地、实验原理出发，去分析实验时我们需要注意的问题，如何达到实验目的．一切围绕原理去分析即可．

练习册系列答案
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A．质点一直沿x轴正方向运动
B．质点将在x轴上往复运动，最终停在原点
C．质点最终静止时离开原点的距离一定大于v0t0
D．质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0
10．高速行驶中的甲、乙两列高铁迎面交会过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．以甲车为参考系，乙车是静止的
B．以乙车为参考系，铁轨是静止的
C．以乙车为参考系，铁轨是运动的
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7．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，如果变阻器的滑片向下端滑动，则（　　）
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B．A示数减小，V2示数增大，V1示数增大
C．A示数增大，V2示数减小，V1示数减小
D．A示数增大，V2示数增大，V1示数增大
3．如图所示，A、B、C是某匀强电场中的三个点，它们的连线组成等腰直角三角形，AB=BC=lm．电场线与三角形所在的平面平行．若将一电子从A点移到B点，克服电场力做功为1eV，从B点移到C点，电场力做功为1eV．现有一电子（不计重力）从C点沿着CA方向飞出．则下列说法正确的是（　　）
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B．A、C两点在同一等势面上
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13．某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，使用的实验装置如图所示．
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20．如图所示，A、B两球质量分别为M、m，光滑斜面的倾角为θ，图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，细线对球A的拉力、弹簧、轻杆均与斜面平行，在突然剪断细线的瞬间（　　）
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17．如图所示，在理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，测出原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为$\frac{1}{9}$，则副线圈两端的电压为（　　）
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18．如图为一束电场线和等势线，回答下列问题．
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