题目内容
5．
如图所示，利用该实验装置验证系统机械能守恒定律．在水平桌面A点处有一带长方形遮光片的物块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为M的小球相连，竖直铁架台上B点水平固定一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到B点处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作物块通过B点的瞬时速度，实验时物块在A点由静止开始运动，重力加速度为g．（1）物块通过B点的瞬时速度可表示为$\frac{b}{t}$．
（2）某次实验时，物块从A点到达B点时m和M组成的系统动能增加量△Ek=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{b}^{2}}{{t}^{2}}$，系统的重力势能减少量△Ep=（M-m）gd，在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep，则可以认为系统的机械能守恒．
分析 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出B点的瞬时速度大小．从而求出系统动能的增加量，根据下降的高度求出系统重力势能的减小量．
解答 解：（1）极短时间内的平均速度等于瞬时速度，可知B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{b}{t}$．
（2）物块从A点到达B点时m和M组成的系统动能增加量为：△Ek=$\frac{1}{2}（M+m）{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{b}^{2}}{{t}^{2}}$，系统重力势能的减小量为：△Ep=（M-m）gd．
故答案为：（1）$\frac{b}{t}$；（2）$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{b}^{2}}{{t}^{2}}$；（M-m）gd．
点评 本题验证系统机械能守恒，关键通过高度求出系统重力势能的减小量，注意两物体的重力势能一增一减，以及知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度．
练习册系列答案
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13．酒后驾驶存在许多安全隐患的原因，是酒后驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间．下表中思考距离是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车停止行驶的距离；制动距离是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离（假设汽车制动时的加速度大小都相同）．
分析上表可知，下列说法正确的是（ ）
| 速度/（m•s-1） | 思考距离/m | 制动距离/m | ||
| 正常 | 酒后 | 正常 | 酒后 | |
| 15 | 7.5 | 15.0 | 22.5 | 30.0 |
| 20 | 10.0 | 20.0 | 36.7 | X |
| 25 | 12.5 | 25.0 | 54.2 | 66.7 |
| A． | 驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5s | |
| B． | 若汽车以15m/s的速度行驶时，发现前方40m处有险情，酒后驾驶不能安全停车 | |
| C． | 汽车制动时，加速度大小为7.5m/s2 | |
| D． | 表中X为45.1 |
20．
如图所示，一质量为m的物体静置在倾角为θ=300的光滑斜面底端．现用沿斜面向上的恒力F拉物体，使其做匀加速直线运动，经时间t，力F做功为W，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以斜面底端为重力势能零势能面，则下列说法正确的是（ ）
如图所示，一质量为m的物体静置在倾角为θ=300的光滑斜面底端．现用沿斜面向上的恒力F拉物体，使其做匀加速直线运动，经时间t，力F做功为W，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以斜面底端为重力势能零势能面，则下列说法正确的是（ ）| A． | 恒力F大小为$\frac{2}{3}$mg | |
| B． | 从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了W | |
| C． | 回到出发点时重力的瞬时功率为g$\sqrt{2Wm}$ | |
| D． | 物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方 |
17．
如图所示，在摩擦力不计的水平面上，放一辆质量为M的小车，小车左端放一只箱子，其质量为m，水平恒力F把箱子拉到小车的右端，如果第一次小车被固定在地面上，第二次小车没固定，可沿水平面运动，在上述两种情况下（ ）
如图所示，在摩擦力不计的水平面上，放一辆质量为M的小车，小车左端放一只箱子，其质量为m，水平恒力F把箱子拉到小车的右端，如果第一次小车被固定在地面上，第二次小车没固定，可沿水平面运动，在上述两种情况下（ ）| A． | 箱子与小车之间的摩擦力大小不相等 | |
| B． | F做的功一样多 | |
| C． | 箱子获得的动能一样多 | |
| D． | 由于摩擦产生的热量一样多 |
14．一个做匀减速直线运动的物体，若先后通过A、B两点时的速度分别是vA和vB，期间经历时间为t，经过的位移是s，则当物体经过$\frac{t}{2}$时间和$\frac{s}{2}$位移的瞬时速度分别为（ ）
| A． | $\frac{{v}_{A}+{v}_{B}}{2}$、$\frac{{v}_{A}+{v}_{B}}{2}$ | B． | $\frac{{v}_{A}-{v}_{B}}{2}$、$\sqrt{\frac{{v}_{A}^{2}-{v}_{B}^{2}}{2}}$ | ||
| C． | $\frac{{v}_{A}+{v}_{B}}{2}$、$\sqrt{\frac{{v}_{A}^{2}+{v}_{B}^{2}}{2}}$ | D． | $\frac{{v}_{A}+{v}_{B}}{2}$、$\frac{\sqrt{{v}_{A}^{2}+{v}_{B}^{2}}}{2}$ |
15．在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，所用的器材为：
电池组（电动势3V，内阻约1Ω）
电流表（内阻约0.1Ω）
电压表（内阻约3kΩ）
滑动变阻器R（两种备选）
开关、导线若干．
实验时，将实验数据记录在下表中：
（1）结合以上实验数据，请在甲图线框中画出该实验的电路图．
（2）实验室有两种滑动变阻器供选择，实验中选择的是A．（填写字母序号）
A．滑动变阻器（阻值范围0-10Ω、额定电流3A）
B．滑动变阻器（阻值范围0-2000Ω、额定电流1A）
（3）在图乙中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．
（4）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至左端．
电池组（电动势3V，内阻约1Ω）
电流表（内阻约0.1Ω）
电压表（内阻约3kΩ）
滑动变阻器R（两种备选）
开关、导线若干．
实验时，将实验数据记录在下表中：
| 电压U/V | 0.00 | 0.20 | 0.40 | 0.70 | 1.00 | 1.30 | 1.70 | 2.10 | 2.50 |
| 电流I/A | 0.00 | 0.14 | 0.24 | 0.26 | 0.37 | 0.40 | 0.43 | 0.45 | 0.46 |
（2）实验室有两种滑动变阻器供选择，实验中选择的是A．（填写字母序号）
A．滑动变阻器（阻值范围0-10Ω、额定电流3A）
B．滑动变阻器（阻值范围0-2000Ω、额定电流1A）
（3）在图乙中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．
（4）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至左端．