1．為驗(yàn)證“拉力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，某同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室找到下列器材：長木板（一端帶定滑輪）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、質(zhì)量為200g的小車、質(zhì)量分別為10g、30g和50g的鉤碼、細(xì)線、學(xué)生電源（有“直流”和“交流”檔）．該同學(xué)進(jìn)行下列操作：
A．組裝實(shí)驗(yàn)裝置，如圖a所示
B．將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車
C．選用50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上
D．釋放小車，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶
E．在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖b所示
F．進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理

請你完成下列問題：
（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生電源應(yīng)選擇用交流檔（選填“直流”或“交流”）．
（2）該同學(xué)將紙帶上打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為“0”，且認(rèn)為打“0”時(shí)小車的速度為零，其后依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6（相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫），各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，如圖b所示．該同學(xué)測量出計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)3、4、5的距離，并標(biāo)在圖b上．則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)，小車的速度大小為0.58_m/s；如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)作小車所受的拉力，則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中，拉力對小車做的功為0.059J，小車的動(dòng)能增量為0.034J．（取重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（3）由（2）中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對物體做的功等于物體動(dòng)能增量”的結(jié)論，且對其他的點(diǎn)（如2、3、5點(diǎn)）進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與“4”計(jì)數(shù)點(diǎn)相似．你認(rèn)為產(chǎn)生這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因有（寫出兩條即可）：
①小車的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；
②沒有平衡摩擦力．

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，使用交流電源；
（2）將砝碼重力當(dāng)作小車所受合外力，根據(jù)功的定義可以正確解答，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出第4個(gè)點(diǎn)的速度大小，進(jìn)一步求出其動(dòng)能大小；
（3）實(shí)驗(yàn)誤差主要來自兩個(gè)方面一是由實(shí)驗(yàn)原理不完善，沒有平衡摩擦力導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，一是由數(shù)據(jù)測量如測量距離等導(dǎo)致的偶然誤差，可以從這兩個(gè)方面進(jìn)行分析．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，則學(xué)生電源應(yīng)選擇用交流擋．
（2）點(diǎn)4的瞬時(shí)速度等于3、5兩點(diǎn)間的平均速度，則${v}_{4}=\frac{{x}_{35}}{2T}=\frac{0.1850-0.0690}{0.2}=0.58m/s$，
在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中，拉力對小車做的功為：W=mgs=0.05×9.8×0.12=0.059J；
小車的動(dòng)能增量為：△EK=$\frac{1}{2}m{{v}_{4}}^{2}=0.034J$；
（3）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma…①
對砂桶和砂有：mg-F=ma…②
F=$\frac{M}{M+m}mg$，
由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，顯然該實(shí)驗(yàn)中沒有滿足這個(gè)條件；另外該實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行平衡摩擦力操作，否則也會(huì)造成較大誤差．
故答案為：（1）交流；（2）0.58；0.059；0.034；（3）①小車的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力．

點(diǎn)評 明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類似可以類比學(xué)習(xí)．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．將一單擺掛在測力傳感器的探頭上，用測力探頭和計(jì)算機(jī)來測定單擺擺動(dòng)過程中擺線受到的拉力（單擺擺角小于5°），計(jì)算機(jī)屏幕上得到如圖a所示的F-t圖象．然后使單擺保持靜止，得到如圖b所示的F-t圖象．則：
（1）此單擺的周期為0.8s．
（2）設(shè)擺球在最低點(diǎn)時(shí)Ep=0，已測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，單擺的周期用T表示，那么測得此單擺擺動(dòng)時(shí)的機(jī)械能E的表達(dá)式是$\frac{（{F}_{1}-{F}_{3}）g{T}^{2}}{8{π}^{2}}$．（用字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中，請根據(jù)下列步驟完成實(shí)驗(yàn)測量（請將你的答案相應(yīng)的字母或文字）填寫在空格內(nèi)：
（1）測量電阻時(shí)，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋倍率“×100”的位置；將紅黑表筆短接，旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針對準(zhǔn)電阻的0刻線（填“0刻線”或“∞刻線”）；
（2）將兩表筆與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小．為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按ADC的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測量．
A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋倍率“×1k”的位置
B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋倍率“×10”的位置
C．將兩表筆的金屬部分與被測電阻的兩根引線相接
D．將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對電表進(jìn)行校準(zhǔn)
（3）將紅、黑筆表與待測電阻兩端相接觸，若電表的讀數(shù)如圖1所示，則該電阻的阻值應(yīng)為19KΩ．

（4）多用電表歐姆擋內(nèi)部電路圖如圖2所示，其中有靈敏電流表（量程未知，內(nèi)阻100Ω）、電池組（電動(dòng)勢未知，內(nèi)阻r=0.5Ω）和滑動(dòng)變阻器R0（總阻值未知），表刻度盤上電阻刻度中間值為15．有實(shí)驗(yàn)者用多用電表歐姆擋測量電壓表的內(nèi)阻（測量過程規(guī)范），讀得電壓表的讀數(shù)為6.0V，讀得電壓表阻值為30kΩ．則靈敏電流表的量程為0.6mA．若表內(nèi)電池用舊，電池電動(dòng)勢會(huì)變小，內(nèi)阻會(huì)變大，假設(shè)電池組的電動(dòng)勢下降到6V、內(nèi)阻升高到2Ω時(shí)，但仍可調(diào)零，若測得某電阻30kΩ，這個(gè)電阻真實(shí)值是20kΩ．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

9．一個(gè)質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示．圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對靜止．重力加速度為g．求：
①木塊在ab段受到的摩擦力f；
②木塊最后距a點(diǎn)的距離s．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

16．實(shí)驗(yàn)室課桌上已為學(xué)生準(zhǔn)備了如圖甲中的器材
（1）小明想用常規(guī)方法完成“探究做功與速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)不需要的器材有重錘、鉤碼

（2）圖乙是紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩種穿法，比較合理的穿法認(rèn)為是B（選填“A”或“B”）

（3）小明欲通過打出的紙帶（圖丙）來判斷裝置是否已經(jīng)平衡摩擦力．根據(jù)小車運(yùn)動(dòng)方向和紙帶點(diǎn)跡分布，為進(jìn)一步平衡摩擦力，小明應(yīng)適當(dāng)增大（選填“增大”或“減小”）長木板與水平桌面的夾角．
（4）在正確操作的情況下，所打的紙帶如圖丁所示，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02秒．為了測量做功后小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GJ部分進(jìn)行測量（根據(jù)下面所示的紙帶回答），小車獲得的速度是0.65m/s．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（5）根據(jù)你做本實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷，實(shí)驗(yàn)中是如何簡便有效測量對小車所做的功逐次增加橡皮筋條數(shù)，從同一位置釋放小車，每次對車做功值與橡皮筋條數(shù)成正比．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，固定的圓弧軌道與水平面平滑連接，軌道與水平面均光滑，質(zhì)量為m的物塊B與輕質(zhì)彈簧拴接靜止在水平面上，彈簧右端固定．質(zhì)量為3m的物塊A從圓弧軌道上距離水平面高h(yuǎn)處由靜止釋放，與B碰撞后推著B一起運(yùn)動(dòng)但與B不粘連．求：
①A與B碰前的速度V0及A、B碰后一起運(yùn)動(dòng)的速度V1；
②彈簧的最大彈性勢能；
③A與B第一次分離后，物塊A沿圓弧面上升的最大高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

13．如圖所示，光滑水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為M=3kg的木箱靜止放置．木箱上某處靜止有一小鐵塊，質(zhì)量為M0=1kg，與木箱上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2．在木箱右側(cè)足夠遠(yuǎn)的地方，放有一質(zhì)量為m=9kg的薄板，其上表面為軟膠體物質(zhì)．木箱和薄板的上表面高度差為h=5m．某時(shí)刻，給小鐵塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I=4N•s，小鐵塊隨即開始運(yùn)動(dòng)，剛好能“�！痹谀鞠溆疫吘墸蟮哪硶r(shí)刻木箱與薄板發(fā)生極短時(shí)間的彈性碰撞，木箱頂部的小鐵塊順勢向前滑出，落到薄板上．（認(rèn)為小鐵塊落到薄板上立即相對靜止，不計(jì)空氣阻力，薄板足夠長，重力加速度g=10 m/s2）．求：
①小鐵塊原來靜止時(shí)距木箱右端的距離L；
②小鐵塊在薄板上的落點(diǎn)距薄板左端的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．在兩端開口的U形管中灌汞，右管上端另有一小段汞柱將這部分空氣封閉在管內(nèi)，如圖所示，這時(shí)正好處于平衡狀態(tài)，若在左管內(nèi)再注入一些汞，當(dāng)重新平衡時(shí)（　�。�
A．右管內(nèi)被封閉的空氣的體積將減小，高度差h將增大
B．右管內(nèi)被封閉的空氣的體積將減小，高度差h不變
C．空氣柱體積不變，兩邊汞柱液面均升高相同高度，高度差h不變
D．以上都不對

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．下列說法正確的是（　�。�
A．在同一地點(diǎn)，單擺做簡諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比
B．彈簧振子做簡諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢能與動(dòng)能之和保持不變
C．在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動(dòng)的周期越小
D．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率
E．已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向

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同步練習(xí)冊答案