题目内容

11．为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．

（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车之前（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：
时间/s00.501.001.502.002.50
速度/m•s-10.120.190.230.260.280.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象．
（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？同意，在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．．

分析 本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景，考查对基本实验（探究加速度与力的关系）变通与创新能力．实验原理是牛顿第二定律．利用题中数据可建立v-t图象，由v-t图象可得到不同速度时的加速度，再由牛顿第二定律可得到不同速度时的空气阻力，这就可以直到空气阻力与速度的关系．

解答 解：（1）平衡了小车与木板间的阻力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车之前接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（2）合理选取坐标刻度，尽可能使图象“充满”坐标平面，利用题中所给数据描点连线，得到小车的v-t图象如图所示．

（3）由小车的v-t图象可知，随小车速度的增大，其加速度（图象斜率）变小，由牛顿第二定律可知，小车所受合外力随速度增大而减小．由于小车所受拉力大小一定，摩擦力已经平衡掉，所以合力减小必是由空气阻力增大引起的．所以，随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．该同学的观点正确．
故答案为：（1）之前
（2）如图所示
（3）同意，在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．

点评 本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景，考查对基本实验（探究加速度与力的关系）变通与创新能力，所以我们要对书本上的实验问题掌握到位．

练习册系列答案
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1．如图所示，物体A、B、C质量分别为m、2m、4m，A与天花板间，B与C之间用轻弹簧连接，当系统平衡后，突然将A、B间绳烧断，在绳断的瞬间，A、B、C的加速度分别为（以向下的方向为正方向）（　　）
A．g，g，gB．-5g，-2g，0C．-6g，3g，0D．-g，3g，g
2．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10-8C，A极板接地．求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度；
（3）距B板2cm的M点处的电势．
19．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是（　　）
A．电势差是矢量，电场力做的功是标量
B．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大
C．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零
D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零
6．如图，A、B两球质量相等，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，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间（　　）
A．图甲中A球的加速度为零
B．图乙中两球加速度均为gsin θ
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
16．如果把q=1.0×10-8 C的电荷从无穷远（电势为零）移到电场中的A点，需要克服静电力做功W=1.2×10-4J，那么，A点的电势是多少？
3．某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连．实验中改变悬挂的钩码个数乾地多次测量，记录弹簧测力计的求数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a．

（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是C．
A．小车所受的拉力与钩码的重力无头
B．小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C．小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
（2）图乙是实验得到的某条纸带的一分部．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=0.75m/s2．
（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象，图丙中最符合本实验实际情况的是B．
20．如图所示，光滑斜面BC是半圆ACB的一条弦，直径AB垂直于光滑水平面BD，大小可忽略的小滑块从A点自由下落到B点的时间为2秒，斜面DE足够长，其与小滑块间的动摩擦因数为0.5，图中α=60°，β=37°，现将小滑块从斜面上C点由静止释放，滑块经过B、D两点时的能量损失可以忽略，以滑块经过D点开始计时，求滑块经过DE斜面上的F点的时间，已知DF间距离为1.8m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8g=10m/s2）
1．下列关于点电荷的说法中，正确的是（　　）
A．点电荷就是体积足够小的电荷
B．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
C．根据F=k$\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$可知，当r→0时，F→∞
D．静电力常量的数值是由实验得到的

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