题目内容
15．某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”．图（甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v．已知小车质量为200g．
（1）某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图（乙）所示，速度v随位移s变化规律如图（丙）所示，数据如表格．利用所得的F-s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=0.18J，此过程动能的变化△EK=0.17J（保留2位有效数字）．
| s/m | F/N | v/m•s-1 |
| 0.30 | 1.00 | 0.00 |
| 0.31 | 0.99 | 0.31 |
| 0.32 | 0.95 | 0.44 |
| 0.35 | 0.91 | 0.67 |
| 0.40 | 0.81 | 0.93 |
| 0.45 | 0.74 | 1.10 |
| 0.52 | 0.60 | 1.30 |
A．使拉力F要远小于小车的重力
B．实验时要先平衡摩擦力
C．要使细绳与滑板表面平行．
分析 ①根据F-s图象s=0.30m和0.52m所对应的力的大小，由于力是均匀变化的，根据$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{2}$求出F的平均值，然后即可求出功的大小；在速度v随位移s变化图象上求出s=0.30m时的速度大小和s=0.52m时的速度大小，即可求出动能的变化；
②当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力．
解答 解：①根据F-s图象图象可知，当s1=0.30m时，F1=1.00N，s2=0.52m时，F2=0.60N，
因此：W=$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{2}$（s2-s1）=0.18J，
速度v随位移s变化图象可知：
s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m时，v2=1.30m/s，
△EK=$\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}$$-\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}$=0.17J
②该实验中不是利用悬挂的重物的重力表示绳子的拉力，而是直接测量出绳子的拉力，因此不需要使拉力F要远小于小车的重力，故A错误；
当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力，故BC正确；
故选BC．
故答案为：（1）0.18；0.17；
（2）BC．
点评 该实验在原来的基础上有所改进和创新，只要明确了其实验原理，正确应用基本物理知识即可正确解答．
练习册系列答案
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5．
如图所示，一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，粒子在磁场中运动的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，导致粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定（ ）
如图所示，一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，粒子在磁场中运动的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，导致粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定（ ）| A． | 粒子从b到a，带正电 | B． | 粒子从a到b，带正电 | ||
| C． | 粒子从b到a，带负电 | D． | 粒子从a到b，带正电 |
6．
如图，在x＞0，y＞0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为B，现有四个相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同大小的初速度平行与y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力影响，则（ ）
如图，在x＞0，y＞0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为B，现有四个相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同大小的初速度平行与y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力影响，则（ ）| A． | 初速度最大的粒子是沿②方向出射的粒子 | |
| B． | 初速度最大的粒子是沿①方向出射的粒子 | |
| C． | 在磁场中运动经历时间最长的是沿④方向出射的粒子 | |
| D． | 在磁场中运动经历时间最长的是沿①方向出射的粒子 |
3．为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．
（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差△v2（△v2=v2-v02），填入表：
请以△v2为纵坐标，以s为横坐标在图2方格纸中作出△v2-s图象．
（2）若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为0.25N．
（3）若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是未平衡摩擦力．
（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离，并计算出它们与0点之间的速度平方差△v2（△v2=v2-v02），填入表：
| 点迹 | s/cm | △v 2/m2•s-2 |
| 0 | / | / |
| 1 | 1.60 | 0.04 |
| 2 | 3.60 | 0.09 |
| 3 | 6.00 | 0.15 |
| 4 | 7.00 | 0.18 |
| 5 | 9.20 | 0.23 |
（2）若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为0.25N．
（3）若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是未平衡摩擦力．
20．在水面下同一深处有两个点光源P，Q它们分别发出不同颜色的光，当它们发光时，在水面上P光比Q光照亮的水面区域小，以下说法正确的是（ ）
| A． | P光的频率小于Q光的频率 | |
| B． | P光的双缝干涉条级间的距离一定小于Q光的双缝干涉条级间的距离 | |
| C． | 在水中P光的传播速度大于Q光的传播速度 | |
| D． | Q光照射某种金属能发生光电效应，则P光照射同种金属也一定能发生光电效应 |
7．在图1所示的装置中，可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁，在竖直平面的AB之间简谐振动，用压力传感器测得滑块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图2所示，图中t=0时，滑块从A点开始运动．根据力学规律和题中所给出的信息，下列判断正确的是（g取10m/s2）（ ）
| A． | 半球形容器的半径是0.4m | |
| B． | 滑块振动的周期是0.2πs | |
| C． | 在t=0.2πs到t=0.25πs的时间段内，滑块速度一直减小 | |
| D． | t=0.3πs时，小滑块振动到平衡位置，所受合外力为零 |
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