14.如圖1所示是某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置圖,圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形.這時,橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)把2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車每次實驗中獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打點(diǎn)的紙帶測出.
(1)實驗中,小車會受到摩擦阻力的作用,可以在不加橡皮筋時,使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力.下面操作正確的是D.
A.放開小車,能夠自由下滑即可
B.放開小車,能夠勻速下滑即可
C.放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可
D.放開拖著紙帶的小車,輕推一下能夠勻速下滑即可
(2)關(guān)于本實驗的操作,下列敘述正確的是CD.
A.每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B.每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C.實驗時,應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時器并由靜止釋放
D.先接通打點(diǎn)計時器電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
(3)在正確操作的情況下,打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的.如圖2為第三次實驗中通過打點(diǎn)計時器獲得的紙帶,其中每兩個計數(shù)點(diǎn)間還有一個點(diǎn)未標(biāo)出.已知打點(diǎn)計時器使用的交流電周期為0.02s.為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選圖2中的CD段(填A(yù)B或CD)來計算小車的速度v0

分析 (1)實驗中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力.受力平衡時,小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動.
(2)實驗中改變拉力做功時,為了能定量,所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度,這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系.而不需要測量出每根橡皮筋做功的數(shù)值.
(3)小車先在橡皮條的拉動下做加速運(yùn)動,當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長時,拉力減為零,小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動,可知小車勻速時的速度就是該過程中的最大速度.

解答 解:(1)實驗中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力.受力平衡時,放開拖著紙帶的小車,小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動,所以正確的做法是:放開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可,故ABC錯誤,D正確.
故選:D.
(2)AB、我們用橡皮筋拉動小車的方法,來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系,實驗時,每次保持橡皮筋的形變量一定,當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時,n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍,所以每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度必需要保持一致,不需要算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值,故AB錯誤;
C、實驗時,應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時器,防止紙帶上留下空白.每次都要從同一位置由靜止釋放這樣開始時橡皮筋的形變量相同,過程中每根橡皮筋做的功才相同.故C正確.
D、先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出,故D正確.
故選:CD.
(3)各點(diǎn)之間的距離相等的時候小車做勻速直線運(yùn)動,所以為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的 CD段進(jìn)行測量.
故答案為:(1)D            (2)CD          (3)CD

點(diǎn)評 本題考查探究功與速度變化關(guān)系實驗的原理,從實驗原理的角度分析即可,本實驗當(dāng)中關(guān)鍵的是如何實現(xiàn)讓功成倍的增加,如何測到小車獲得的最大速度.橡皮筋拉動小車的設(shè)計巧妙地解決了這個問題,選項中涉及到實驗的幾個細(xì)節(jié),是一道易錯題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止.現(xiàn)撤去F,小球從靜止開始運(yùn)動到離開彈簧的過程中,(  )
A.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能守恒
C.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加D.小球的機(jī)械能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點(diǎn),固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)的檢驗電荷),從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時速度為v.已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零),P到物塊的重心豎直距離為h,P、A連線與水平軌道的夾角為60°,k為靜電常數(shù),下列說法正確的是(  )
A.物塊在A點(diǎn)的電勢能EPA=Qφ
B.物塊在A點(diǎn)時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
C.點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
D.點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢φB=$\frac{m}{2q}$(v02-v2)+φ

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

2.如圖所示,兩塊平行金屬極板MN水平放置,板長L=1m.間距d=$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$m,兩金屬板間電壓UMN=1×104 V;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1,三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn);正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2,已知A、F、G處于同一直線上.B、C、H也處于同一直線上.AF兩點(diǎn)距離為$\frac{2}{3}$m.現(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個重力不計的帶電粒子,粒子質(zhì)量m=3×10-10 kg,帶電量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s.
(1)求帶電粒子從電場中射出時的速度v的大小和方向;
(2)若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1;
(3)若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2應(yīng)滿足的條件.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.用如圖甲所示的實驗裝置完成“探究動能定理”實驗.請補(bǔ)充完整下列實驗步驟的相關(guān)內(nèi)容:

(1)用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0;用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d,游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為0.525cm;按圖甲所示安裝好實驗裝置,用米尺測量兩光電門之間的距離s;
(2)在砝碼盤中放入適量砝碼;適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角,直到輕推小車,遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等;
(3)取下細(xì)繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m(填寫相應(yīng)物理量及其符號);
(4)讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間△tA和△tB;
(5)步驟(4)中,小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W=(m+m0)gs,小車動能變化量△Ek=$\frac{1}{2}$M($\fractzh0a7s{△{t}_{B}}$)2-$\frac{1}{2}$M($\fracn5n6ytz{△{t}_{A}}$)2(用上述步驟中的物理量表示,重力加速度為g),比較W和△Ek的值,找出兩者之間的關(guān)系;
(6)重新掛上細(xì)線和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量,重復(fù)(2)~(5)步驟.
(7)本實驗中,以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是B.
A.盡量減小兩光電門間的距離s
B.調(diào)整滑輪,使細(xì)線與長木板平行
C.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

19.某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗,他的操作步驟:

(1)按圖1擺好實驗裝置,其中小車質(zhì)量M=0.20kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg.
(2)釋放小車,然后接通打點(diǎn)計時器的電源(電源頻率為f=50Hz),打出一條紙帶.
(3)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條,如圖2所示.
把打下的第一點(diǎn)記作0,然后依次取若干個計數(shù)點(diǎn),相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出,用厘米刻度尺測得各計數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1=0.41m,d2=0.055m,d3=0.167m,d4=0.256m,d5=0.360m,d6=0.480m…,他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2)作為小車所受合力,算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W=0.180J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),用正確的公式Ek=$\frac{M{f}^{2}(l8wcyvu_{6}-xay8kiq_{4})^{2}}{200}$(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點(diǎn)時小車的動能作為小車動能的改變量,算得Ek=0.125J.
(4)此次實驗探究的結(jié)果,他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”,且誤差很大.通過反思,他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是AB.(雙項選擇題)
A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多
B.沒有平衡摩擦力,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多
C.釋放小車和接通電源的次序有誤,使得動能增量的測量值比真實值偏小
D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

6.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中:
(1)利用甲圖裝置,小車在橡皮筋的作用下運(yùn)動,如圖丙的4條紙帶中最符合實驗要求的是B.

(2)某同學(xué)對該實驗進(jìn)行了更改,如乙圖,把橡皮筋的固定點(diǎn)改為A點(diǎn),操作如下:
a、將打點(diǎn)計時器固定在一塊平板上,讓紙帶的一端夾在小車后端,另一端穿過打點(diǎn)計時器,將平板安裝有打點(diǎn)計時器的一端適當(dāng)墊高,調(diào)整高度,直至輕推小車后小車做勻速直線運(yùn)動.
b、將橡皮筋固定在小車前端.拉長橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計時器處,記下小車位置.接通打點(diǎn)計時器電源,釋放小車.
c、用2 條、3 條、4 條、5 條、6 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實驗.
d、在上述實驗中打出的6條紙帶中,分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動的點(diǎn),并分別測出勻速運(yùn)動時的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6
相關(guān)數(shù)據(jù)見下表
實驗次數(shù)條數(shù)速度m/s速度平方m2/s2
111.281.64
221.753.06
332.104.41
442.265.11
552.687.18
662.968.76
①請把操作步驟a補(bǔ)充完整.
②用W0表示一條橡皮筋做的功,請在如圖丁的坐標(biāo)紙上畫W-v2圖象.
③根據(jù)你畫的W-v2圖象,你認(rèn)為該同學(xué)第4次實驗操作出現(xiàn)了問題,問題在于該次實驗時小車釋放的位置距離較近(填“遠(yuǎn)”或“近”)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

3.現(xiàn)要用如圖所示的實驗裝置探究“動能定理”:一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個光電門,其中光電門乙固定在斜面上,光電門甲的位置可移動.不可伸長的細(xì)線一端固定在帶有遮光片(寬度為d)的滑塊上,另一端通過光滑定滑輪與重物相連,細(xì)線與斜面平行(通過滑輪調(diào)節(jié)).當(dāng)滑塊沿斜面下滑時,與光電門相連的計時器可以顯示遮光片擋光的時間t,從而可測出滑塊通過光電門時的瞬時速度v.改變光電門甲的位置,重復(fù)實驗,比較外力所做的功W與系統(tǒng)動能的增量△Ek的關(guān)系,即可達(dá)到實驗?zāi)康模?br />主要實驗步驟如下:
(1)調(diào)節(jié)斜面的傾角θ,用以平衡滑塊的摩擦力.將帶有遮光片的滑塊置于斜面上,輕推滑塊,使之運(yùn)動.可以通過遮光片經(jīng)過兩光電門的時間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動;
(2)按設(shè)計的方法安裝好實驗器材.將滑塊從遠(yuǎn)離光電門甲的上端由靜止釋放,滑塊通過光電門甲、乙時,遮光片擋光的時間分別t1和t2,則滑塊通過甲、乙兩光電門時的瞬時速度分別為$\fracmfd06oy{{t}_{1}}$和$\fracg27ivbe{{t}_{2}}$;
(3)用天平測出滑塊(含遮光片)的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m,用米尺測出兩光電門間的距離s,比較mgs和$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac0h530es{{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\fraczz21hxg{{t}_{1}}$)2,的大小,在誤差允許的范圍內(nèi),若兩者相等,可得出合力對物體所做的功等于物體動能的變化量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.下列關(guān)于重力、彈力、摩擦力的說法正確的是( 。
A.重力與物體的質(zhì)量和所在的地理位置有關(guān)
B.摩擦力一定與物體的運(yùn)動方向相反
C.有摩擦力不一定有彈力
D.在粗糙程度一定的情況下,接觸面間的壓力越大,摩擦力也一定越大

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同步練習(xí)冊答案