某学习小组探究合力做功和物体速度变化的关系“的实验如图1所示.图1中小车是在一条橡皮筋作用下弹出.沿木板滑行.这时.橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条.3条-.n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次.第3次-实验时.使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致(与第1次实验时弹簧伸长的长度相同)．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出:(1 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．某学习小组探究”合力做功和物体速度变化的关系“的实验如图1所示，图1中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条…，n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致（与第1次实验时弹簧伸长的长度相同）．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出：

（1）除了图1中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源（填“交流”或“直流”）．
（2）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，如图2所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GK　部分进行测量．打点间隔为0.02s，则小车的最大速度v=0.66　m/s　（保留两位有效数字）．

分析（1）打点计时器的电源应该选用交流电源；
（2）要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分，由速度公式可以求出受到．

解答解：（1）打点计时器的电源应该选用交流电源，打点计时器打点周期等于交流电的周期；　
（2）我们要验证的是“合力做功和物体速度变化的关系”，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度即最大速度v，此后小车做的是匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，间距均匀的为匀速运动部分，应测量GK部分，
小车获得的最大速度：v=$\frac{GK}{3{t}^{\;}}$=$\frac{（1.33+1.32+1.33）×1{0}^{-2}m}{3×0.02s}$=0.66m/s；
故答案：（1）交流；（2）GK，0.66．

点评本题涉及打点计时器的工作原理，要知道打点计时器应该选用交流电源，理解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．

练习册系列答案

（1）实验中木板略微倾斜，这样做目的是CD
A．为了平衡小车所受到的摩擦力
B．为了增大小车下滑的加速度
C．可使得细线拉力对小车做的功等于合力对小车做的功
D．为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
（2）实验主要步骤如下：
①将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车及小车中砝码的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t₁、t₂，则小车通过A、B过程中动能的变化量△E=$\frac{1}{2}M[（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}]$（用字母M、t₁、t₂、d表示）．
②在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复①的操作．
③如图乙所示，用游标卡尺测量挡光片的宽度d=5.50mm．
（3）若在本实验中木板保持水平而没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ．利用上面的实验器材完成实验，保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳子拉力近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、t₁、t₂的数据，并得到m与（$\frac{1}{{t}_{2}}$）²-（$\frac{1}{{t}_{1}}$）²的关系图象如图丙所示．已知图象在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则μ=$\frac{b{d}_{\;}^{2}}{2gks}$（用字母b、d、s、k、g表示）．

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=0.41m，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E_k=$\frac{M{f}^{2}（{d}_{6}-{d}_{4}）^{2}}{200}$（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E_k=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．

16．

如图所示，水平放置的平行金属板A和B的间距为d，极板长为2d；金属板右侧有三块挡板MN，NP，PM围成一个等腰直角三角形区域，顶角∠NMP=90°，MN挡板上的中点处有一个小孔K恰好位于B板右端，已知水平挡板NP的长度为$\overline{NP}$=2$\sqrt{2}$a．由质量为m、带电量为+q的同种粒子组成的粒子束，以速度v₀从金属板A、B左端沿板A射人，不计粒子所受的重力，若在A、B板间加一恒定电压，使粒子穿过金属板后恰好打到小孔K．求：
（1）所施加的恒定电压大小；
（2）现允许在挡板围成的三角形区域内，加一垂直纸面的匀强磁场，要使从小孔K飞入的粒子经过磁场偏转后能直接（不与其他挡板碰撞）打到挡板MP上，求所加磁场的方向和磁感应强度的范围．

3．

现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动．不可伸长的细线一端固定在带有遮光片（宽度为d）的滑块上，另一端通过光滑定滑轮与重物相连，细线与斜面平行（通过滑轮调节）．当滑块沿斜面下滑时，与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t，从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v．改变光电门甲的位置，重复实验，比较外力所做的功W与系统动能的增量△E_k的关系，即可达到实验目的．
主要实验步骤如下：
（1）调节斜面的倾角θ，用以平衡滑块的摩擦力．将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块，使之运动．可以通过遮光片经过两光电门的时间是否相等判断滑块是否正好做匀速运动；
（2）按设计的方法安装好实验器材．将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门甲、乙时，遮光片挡光的时间分别t₁和t₂，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为$\frac{d}{{t}_{1}}$和$\frac{d}{{t}_{2}}$；
（3）用天平测出滑块（含遮光片）的质量M及重物的质量m，用米尺测出两光电门间的距离s，比较mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{1}}$）²，的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量．

13．

某学习小组欲验证动能定理，他们在实验室找到了打点计时器、学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙及沙桶，组装了一套如图所示的实验验证装置．
若你是小组中的一位成员，为了完成该验证实验，
（1）你认为还需要的器材有刻度尺、天平；
（2）实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力，应做两方面减少误差的措施：
a．细沙和沙桶的总质量应满足细沙和沙桶的质量应远小于滑块的质量；
b．将长木板左端适当垫高的目的是平衡摩擦力．

20．

如图所示，在匀强电场中有一个等边三角形ABC，且电场线平行于该三角形平面．已知φ_A=2V，φ_B=8V，φ_C=4V．用作图法，请在图中画出过C点的等势面和过A点的电场线．

17．下列关于时间和时刻的两种说法意义相同的是（　　）

	A．	第2 s末和第3 s初		B．	前3 s内和第3 s内
	C．	第3 s末和第2 s初		D．	第1 s内和第1 s末

18．我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的．“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道通过地球的南极和北极，周期是地球自转周期的1/2；“风云二号”是地球同步卫星．下列说法中正确的是（　　）

	A．	“风云一号”和“风云二号”的轨道半径相等
	B．	“风云一号”的运行速度比“风云二号”的运行速度小
	C．	“风云一号”的加速度比“风云二号”的加速度小
	D．	“风云二号”的轨道一定在地球赤道的上空

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