题目内容

10．一小组的同学用如图所示的装置探究小车动能变化与合力功的关系，他们将砝码和砝码盘的重力作为小车受到的合力．
①下列操作正确的有AB．
A．使砝码和砝码盘总质量远小于小车及小车里面钩码的总质量
B．用天平测量小车和砝码盘的质量（钩码和砝码质量已知）
C．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，必须重新平衡摩擦力
D．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动
②假设小组的同学的操作正确、读数和计算无误，则合力做功大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）小车和里面的钩码的动能变化．

分析 首先知道该实验的实验原理，从实验原理的角度分析选项，注意平衡摩擦力和将砝码和砝码盘的重力作为小车受到的合力的理解；从功能关系的角度分析合力做功与动能的变化．

解答 解：（1）A、由于该实验将砝码和砝码盘的重力作为小车受到的合力，为减少误差，应使砝码和砝码盘总质量远小于小车及小车里面钩码的总质量，故A正确；
B、再求合外力时，须知道钩码和砝码的质量，实验应用天平测量小车和砝码盘的质量，故B正确；
CD、平衡摩擦力时，细线的一段不能挂空码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使打点计时器在纸带上打的点均匀，即在木板上做匀速直线运动；平衡摩擦力之和，每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要
重新平衡摩擦力了，故CD错误；
故选：AB．
（2）由于本实验存在系统误差，如空气阻力等，会转化为内能，即合力做功大于小车和里面的钩码的动能变化．
故答案为：（1）AB；（2）大于．

点评 本题知道实验原理和误差分析是解题的关键，还可以与力和加速度的实验类比，强化平衡摩擦力和小车的质量与砝码质量的关系，注意类比．

练习册系列答案
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20．如图所示，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内．小球A、B质量分别为m、3m（β为待定系数）．A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞中无机械能损失，重力加速度为g．试求：
（Ⅰ）第一次碰撞后A、B球能达到的最大高度各为多少？
（Ⅱ）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度．
1．质量为m的磁悬浮列车以一定的功率P从静止开始直线加速，已知其在运动过程中所受阻力正比于其速率，下图描绘了磁悬浮列车动能随位移变化的图象，图中Ekm为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A．加速过程列车所受阻力不断增加，所以牵引力不断增大
B．由于图线切线斜率不断减小，可以判断车所受合外力不断减小
C．由题设条件可以计算车达到最大动能Ekm经历时间为t=$\frac{{E}_{km}}{P}$
D．由题设条件可以计算车动能Ek（Ek＜Ekm）时车的加速度
18．如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框，以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场，线框的边长小于有界磁场区域的宽度．开始时线框的ab边恰与磁场的边界重合，整个运动过程中线框的运动方向始终与ab边垂直，线框平面始终与磁场方向垂直．则下图中可能定性反映出线框中a、b两点间的电势差Uab随时间变化的是（　　）
A．B．C．D．
5．如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上横放着两根导体棒ab和cd，它们与两金属导轨组成闭合回路．已知两根导体棒的质量均为m，导体棒ab在导轨之间的电阻为2R，导体棒cd在导轨之间的电阻为R，导轨光 滑且电阻可忽略不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B．开始时，导体棒cd静止，导体棒ab具有水平向右的初速度v0，此后的运动过程中，两导体始终与金属导轨垂直且接触良好．求：
（1）闭合回路中电流的最大值；
（2）两导体棒运动的整个过程中回路中产生的焦耳热；
（3）当导体棒ab的速度大小变为$\frac{3}{4}$v0时，导体棒ab发热的功率及其加速度大小．
15．氢原子能级的示意图如图所示，以下选项描述了当氢原子跃迁时的情况，其中跃迁过程辐射出光子、且光子的波长最长的是（　　）
A．从n=3的能级向n=1的能级跃迁B．从n=4的能级向n=2的能级跃迁
C．从n=1的能级向n=3的能级跃迁D．从n=2的能级向n=4的能级跃迁
2．某实验小组利用如图1所示的装置研究匀变速直线运动．
①下列操作中必要的是C．（填字母代号）
A．调节木板的倾斜度以平衡摩擦力
B．为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量
C．调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行
D．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
②图2是实验中获得的一条纸带的一部分，选取0、1、2、3计数点，但0与2之间的原始记录数据已模糊不清，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车运动的加速度大小为1.35m/s2．（保留三位有效数字）
19．如图甲所示，某实验小组利用图示装置探究“外力做功与滑块动能变化的关系”，主要步骤如下：
A．按图示器材连接好装置；
B．托盘内加砝码，当托盘和砝码的总质量为m0时，轻推滑块，滑块恰好做匀速直线运动，称出滑块的质量为M，若纸带与打点计时器之间的摩擦不计，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$；
C．本实验采用电磁打点计时器进行研究，在拨动学生电源开关前，图乙中存在一个明显的错误，请指出：工作电压过高，应选择4-6V；
D．撤去托盘和砝码，并取下细线，先接通电源，再轻推滑块，使滑块获得一定初速度后撤去外力，滑块运动过程中打出一条纸带，截取纸带的最后一段，如图丙所示，则纸带的运动方向为b→a（填“a→b”或“b→a”）；
E．用刻度尺测量AB、BC、CD、DE、EF间的距离，分别记为x1、x2、x3、x4、x5，相邻两点间的时间间隔为T，则B、E之间动能定理表达式可用上述物理量表示为：m0g（x2+x3+x4）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$．
F．实验结束，整理仪器．
20．如图所示，一个弹簧振子，物块质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为μ．起初用手按住物块，弹簧的伸长量为x，然后放手，当弹簧的长度回到原长时，物块的速度为v0，则此过程中弹力所做的功为（　　）
A．$\frac{1}{2}$mv02+μmgxB．$\frac{1}{2}$mv02-μmgxC．$\frac{1}{2}$mv02D．μmgx-$\frac{1}{2}$mv02

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