11.某同學(xué)為了“探究做功與速度的關(guān)系”.
(1)在實驗室找到了如甲中的器材,其中本實驗不需要的器材有重錘、鉤碼

(2)用一條紙帶穿過打點計時器,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)有圖乙中的兩種穿法,感到有點猶豫.你認(rèn)為B(選填“A”或“B”)邊的穿法正確.
(3)該同學(xué)欲通過如圖所示裝置打出的紙帶(圖丙)來判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力.根據(jù)紙帶的點跡可以判斷:為進一步平衡摩擦力,長木板與水平桌面的夾角應(yīng)該增大(選填“增大”或“減小”).
(4)在正確操作的情況下,某次所打的紙帶如圖丁所示.打在紙帶上的點并不都是均勻的,為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的GJ部分進行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答),小車獲得的速度是0.65m/s.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

分析 (1)探究做功與速度變化關(guān)系的實驗,所需的實驗器材應(yīng)該從實驗的過程和步驟去考慮;
(2)據(jù)打點計時器的使用規(guī)則判斷紙帶的穿法.
(3)據(jù)質(zhì)點的點判斷小車是加速還是勻速,從而判斷平衡摩擦力是否正好.
(4)小車在橡皮條的作用下,先加速,然后勻速運動;據(jù)紙帶上的點的距離利用速度公式求解.

解答 解:(1)據(jù)已給的實驗器材可知,該實驗是利用橡皮條對小車做功,實驗不需要重錘和鉤碼.
(2)紙帶應(yīng)穿過打點計時器的限位孔,壓在復(fù)寫紙下面,據(jù)圖可知B圖正確.
(3)由于小車向左運動,質(zhì)點的點間隔逐漸減小,所以小車做減速運動,即平衡摩擦力過小,所以增大長木板與水平桌面的夾角.
(4)小車在橡皮條的作用下,先加速,然后勻速運動;
因此應(yīng)選用紙帶的GJ部分進行測量;
據(jù)紙帶上的點可知,v=$\frac{1.30cm}{0.02s}$=$\frac{1.30×1{0}^{-2}}{0.02}$m/s=0.65m/s.
故答案為:(1)重錘、鉤碼;(2)B;(3)增大;(4)GJ,0.65.

點評 要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律,必須知道物體在不同時刻的速度,直接測量瞬時速度是比較困難的,我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置,再通過對紙帶的分析,計算得到各個時刻的瞬時速度.

練習(xí)冊系列答案
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11.運動質(zhì)點的v-x圖象如圖所示,圖線為頂點在坐標(biāo)原點,開口向右的一條拋物線,則下列判斷不正確的是( 。
A.質(zhì)點做初速度為零的勻加速直線運動
B.質(zhì)點的加速度大小為5m/s2
C.質(zhì)點在3s末的速度大小為30m/s
D.質(zhì)點在0~3s內(nèi)的平均速度大小為7.5m/s

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12.在如圖所示的電路中,兩個燈泡均發(fā)光,當(dāng)滑動變阻器的滑動頭向下滑動時,則( 。
A.電源的輸出功率增大B.A燈和B燈都變亮
C.A燈變亮,B燈變暗D.電源的工作效率降低

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9.在點電荷Q的電場中,有一點P,與點電荷Q的距離為r;現(xiàn)在P點放一電量為q的試探電荷,其受到的電場力為F,則P點的電場強度為( 。
A.$\frac{F}{Q}$B.$\frac{F}{q}$C.k$\frac{Q}{{r}^{2}}$D.k$\frac{q}{{r}^{2}}$

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6.一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C運動到D點,其“速度-時間”圖象如圖所示.分析圖象后,下列說法正確的是(  )
A.B點的電勢和電場強度一定都為零
B.A處的電場強度大于C處的電場強度
C.A點的電勢小于B點的電勢
D.粒子在A處的電勢能小于在C處的電勢能

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16.如圖甲所示為兩平行金屬板,板間電勢差變化如乙圖所示.一帶電小球位于兩板之間,已知小球在0~t時間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài),在3t時刻小球恰好經(jīng)過靜止時的位置,整個過程帶電小球沒有與金屬板相碰.則乙圖中Ux的值為( 。
A.3U0B.4U0C.5U0D.6U0

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3.為了“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”,查資料得知,彈簧的彈性勢能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長度的變化量.某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運動來探究這一問題.為了研究方便,把小球放在水平桌面上做實驗,讓小球在彈力作用下運動,既只有彈簧彈力做功.該同學(xué)設(shè)計實驗如下:
首先進行如圖甲所示的實驗:將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來,在彈簧的另一端掛上小球,靜止時測得彈簧的伸長量為d.
在此步驟中,目的是要確定物理量彈簧的勁度系數(shù)k,用m、d、g表示為$\frac{mg}sicuek2$.
接著進行如圖實56乙所示的實驗:將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小球壓縮,測得壓縮量為x,釋放彈簧后,小球被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小球在空中運動的水平距離為L.
小球的初動能Ek1=0.
小球離開桌面的動能Ek2=$\frac{mg{L}_{\;}^{2}}{4h}$.
彈簧對小球做的功W=$\frac{mg{x}_{\;}^{2}}{2d}$(用m、x、d、g表示).
對比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動能變化的關(guān)系”.

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20.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量和合外力的關(guān)系的實驗時(使用如圖所示的裝置),設(shè)小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為 M,砂及砂桶的總質(zhì)量為 m,分別得出如圖甲、乙、丙、丁四條圖線,其中圖甲、乙、丙是 a-F 圖線,圖丁是 a-$\frac{1}{M}$圖線,則下列說法中正確的是(  )
A.甲和乙較好地把握了實驗條件 M 遠大于 m
B.丙和丁沒有把握好實驗條件 M 遠大于 m
C.甲同學(xué)長木板的傾角太小,而乙同學(xué)長木板傾角太大
D.甲、乙、丙三同學(xué)中,丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作

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1.如圖甲所示,水平足夠長且光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距L=0.3m.導(dǎo)軌電阻忽略不計,其間連接有阻值R=0.8Ω的定值電阻.開始時,導(dǎo)軌上垂直放置著一質(zhì)量m=0.01kg、電阻r=0.4Ω 的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)用一平行金屬導(dǎo)軌的外力F水平向右拉金屬桿,使之由靜止開始運動.運動過程中,金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸良好.電壓采集器可將其兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,獲得的電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.求:

(1)在t=4s時通過金屬桿的感應(yīng)電流和0~4s內(nèi)金屬桿的位移大小;
(2)t=4s時拉力F的瞬時功率.

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