题目内容
16．
探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒定律，实验装置如图1所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计．实验过程如下：（1）测量小球质量m．摆线长L，重力加速度g已知；
（2）将小球拉离平衡位置某一高度h处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时的动能表达式为$\frac{1}{2}（F-mg）L$（用上面给定物理量的符号表示）；
（3）改变高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F-h坐标系中描点连线：
（4）通过描点连线，发现h与F成线性关系，如图2所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒．
（5）根据F-h图线中数据，可求得小球质量m=0.10kg，摆线长L=0.80m（计算结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s2．）
（6）如果小球的半径不可忽略，则在（5）中所得摆线长L的值与真实值相比偏大（填“偏大”或“偏小”）．
分析 抓住小球在最低点拉力最大，结合牛顿第二定律求出拉力和速度的关系，从而求出动能．
根据机械能守恒定律和牛顿第二定律得出拉力F和h的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解．
解答 解：（2）当小球运动到最低点时，拉力最大，根据$F-mg=m\frac{{v}^{2}}{L}$得，则动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}（F-mg）L$．
（5）根据机械能守恒得，mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，则有F-mg=$\frac{2mgh}{L}$，即F=mg+$\frac{2mg}{L}h$，纵轴截距b=mg=1.00，则小球的质量m=0.10kg，图线的斜率k=$\frac{2mg}{L}=\frac{2.00-1.00}{0.4}$，解得L=0.80m．
（6）如果小球的半径不可忽略，则在（5）中所得摆线长L的值与真实值相比偏大．
故答案为：（2）$\frac{1}{2}（F-mg）L$；（5）0.10、0.80； （6）偏大．
点评 考查牛顿第二定律与向心力表达式的内容，掌握机械能守恒定律的应用，理解图象的斜率及截距在本题的运用．
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7．
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某质点从O点出发并开始计时，其直线运动的v-t图象如图所示，规定向右为正方向，则下列说法正确的是（ ）| A． | 1～5s内质点的加速度保持不变 | |
| B． | 质点在5s末的速度大小为2m/s，方向向右 | |
| C． | 1s末质点改变运动方向 | |
| D． | 3s末质点离O点最远 |
11．某灯泡上标有“4V，0.7A”的字样，在描绘该灯泡的伏安特征曲线实验中所用的电流表为0～0.6A～3A，电压表为0～3V～15V，为了提高实验的精确性则下列说法中正确的是（ ）
| A． | 电压表应选0～3V量程，电流表应选0～0.6A量程 | |
| B． | 电压表应选0～15V量程，电流表应选0～0.6A量程 | |
| C． | 电压表应选0～3V量程，电流表应选0～3A量程 | |
| D． | 电压表应选0～15V量程，电流表应选0～3A量程 |
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