如圖13所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接．在木板的中間有位于豎直面內的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為θ．現(xiàn)有10個質量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內，此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h．現(xiàn)撤去力F使小球開始運動，直到所有小球均運動到水平槽內．重力加速度為g．求：

⑴水平外力F的大�。�

⑵1號球剛運動到水平槽時的速度；

⑶整個運動過程中，2號球對1號球所做的功．

（1）（2）（3）


解析:

運用整體法和隔離法來分析求解是本題的一大特點，在第（1）問中選用整體法處理平衡問題；在第（2）問中選取1號球為研究對象，運用機械能守恒定律來求解其速度；在第（3）問中分別選取10個小球整體為研究對象，利用機械能守恒定律來求解速度，最后在運用隔離法分析1號球，運用動能定理求整個運動過程中2號球對1號球所做的功。

⑴以10個小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得   得   

⑵以1號球為研究對象，根據(jù)機械能守恒定律可得      解得         

⑶撤去水平外力F后，以10個小球整體為研究對象，利用機械能守恒定律可得

     得    

以1號球為研究對象，由動能定理得     得     

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律”的實驗．入射球與被碰球半徑相同．①實驗裝置如1圖所示．先不放B球，使A球斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡．再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，上A球仍從C處靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點的痕跡．記錄紙上的O點是垂錘所指的位置，M、P、N分別為落點的痕跡．未放B球時，A球落地點時記錄紙上的
P
P
點．
②釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到O點的距離：PM=13.10cm，OP=21.90cm，ON=26.04cm．用天平稱得入射小球A的質量m1=16.8g，被碰小球B的質量m2=5.6g，若將小球質量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的數(shù)據(jù)處理表格填寫完整：
OP/m OM/m ON/m 碰前總動量p/kg?m 碰后總勸量p′/kg?m 相對誤差|
p′-p
p
|×100%
0.2190 0.1310 0.2604 3.68×10-3
3.66×10-3
3.66×10-3
0.54%
0.54%
根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)，你認為能得到的結論是：
在實驗誤差允許范圍內，可認為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的動量是相等的．
在實驗誤差允許范圍內，可認為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的動量是相等的．
．
③實驗中可以將表達式m1v1=m1v1′+m2v 2′轉化為m1s2=m1 s1′+m2s2′來進行驗證，其中s1、s1′、s2、
s2′為小球平拋的水平位移．可以進行這種轉化的依據(jù)是
D
D
．（請選擇一個最合適的答案）
A．小球飛出后的加速度相同
B．小球飛出后，水平方向的速度相同
C．小球在空中水平方向都做勻速直線運動，水平位移與時間成正比
D．小球在空中水平方向都做勻速直線運動，又因為從同一高度平掃，運動時間相同，所以水平位移與初速度成正比
④完成實驗后，實驗小組對上述裝置進行了如圖2所示的改變：（I）在木板表面先后釘上白紙和復印紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；（II）將木板向右平移適當?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；（III）把半徑相同的小球B靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點由靜止開始滾下，與小球B相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡M和N；（IV）用刻度尺測量紙上O點到M、P、N三點的距離分別為y1，y2，y3．請你與出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式：
m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
m1
1
y
 
2
=m1
1
y1
+m2
1
y3
．（小球A、B的質量分別為m1、m2）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．為研究滑塊的運動，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細線構成的單擺等組成如圖1所示的裝置，實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時讓單擺垂直于紙帶運動方向做小擺幅擺動，漏斗可以漏出很細的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置，如圖2所示
①漏斗和細線構成的單擺在該實驗中所起的作用與下列哪個儀器相同？
 
（填寫儀器序號）
A．打點計時器      B．秒表       C．毫米刻度尺      D．電流表
②如果用該實驗裝置測量滑塊加速度，對實驗結果影響最大的原因是：
 

Ⅱ．一由PTC元件做成的加熱器，實驗測出各溫度下它的阻值，數(shù)據(jù)如下：
t/0C 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
R/kΩ 14 11 7 3 4 5 6 8 10 14 16
R2/kΩ2 196 121 49 9 16 25 36 64 100 196 256
R-1/kΩ-1 0.07 0.09 0.14 0.33 0.28 0.20 0.17 0.13 0.10 0.07 0.06
①已知它向四周散熱的功率為PQ=0.1（t-t0）瓦，其中t（單位為℃）為加熱器的溫度，t0為室溫（本題
取20℃）．當加熱器產(chǎn)生的焦耳熱功率PR和向四周散熱的功率PQ相等時加熱器溫度保持穩(wěn)定．加熱器接到200V的電源上，在圖3的方格紙上作出PR和PQ與溫度t之間關系的圖象加熱器工作的穩(wěn)定溫度為
 
℃；（保留兩位有效數(shù)字）    
②加熱器的恒溫原理為：當溫度稍高于穩(wěn)定溫度時
 
；
當溫度稍低于穩(wěn)定溫度時
 
，從而保持溫度穩(wěn)定．
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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關系”的實驗，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，當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第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計時器所打的紙帶測出，而后確定橡皮筋做的功和物體速度變化的關系．回答下列問題：

①除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有低壓交流電源和
刻度尺
刻度尺
；
②實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是
木塊的末端墊高，平衡摩擦力
木塊的末端墊高，平衡摩擦力
；
③若某次實驗打出的一條紙帶如圖所示，則小車由于橡皮筋彈力做功所獲得的速度為
1.00m/s
1.00m/s
m/s．（打點計時器所用交變電壓的頻率為50Hz）

（2）某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，以及從廢舊電器上拆下的電阻、電容、電感線圈、白熾燈等元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，即電阻R0（約為2KΩ））和白熾燈．現(xiàn)用手機中的鋰電池 （電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為300mA）以及可供選擇的下列器材進行實驗：
A．電壓表V（量程4V，電阻RV約為4.0kΩ）
B．電流表A1（量程300mA，電阻RA1約為5Ω）
C．電流表A2（量程2mA，電阻RA2約為10Ω）
D．滑動變阻器R1 （0～20Ω，額定電流lA）
E．電阻箱R2（0～999.9Ω）
F．開關S一只，導線若干
①為了測定電阻R0的阻值，小組的一位成員，設計了如圖甲所示的電路原理圖并選取了相應的器材 （電源用手機中的鋰電池），其中有一種器材選取不妥，應做出的調整是
電流表A1換成電流表A2
電流表A1換成電流表A2
．
②為研究白熾燈的伏安特性曲線，該同學重新設計了一個實驗電路，測出了加在燈兩端的電壓U和通過燈的電流I共8組數(shù)據(jù) （見下表）：
次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00
I/A 0 0.08 0.13 0.18 0.20 0.24 0.29
請在圖乙坐標中，描點作出U一I圖線．由圖象可知，隨著電流的增大，白熾燈的電阻
增大
增大
（選填“增大“、“減小“或“不變“）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實驗小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律．他們將拉力傳感器一端與細繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大�。恍≤嚭竺娴拇螯c計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度．圖乙中的紙帶上A、B、C為三個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有打點計時器所打的4個點未畫出，打點計時器使用的是50Hz交流電源．

①由圖乙，AB兩點間的距離為S1=3.27cm，AC兩點間的距離為S2=
8.00
8.00
cm，小車此次運動經(jīng)B點時的速度vB=
0.400
0.400
m/s，小車的加速度a=
1.46
1.46
m/s2；（保留三位有效數(shù)字）
②要驗證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測出的物理量外，實驗中還要使用
天平
天平
來測量出
小車的總質量
小車的總質量
；
③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實驗的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是
A
A

A、適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B、應使鉤碼總質量m遠小于小車（加上傳感器）的總質量M
C、定滑輪的輪軸要盡量光滑
（2）某同學用如圖甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內電阻r，R為電阻箱．實驗室提供的器材如下：電壓表（量程0～3V，內阻約3kΩ），電阻箱（阻值范圍0～99.9Ω）；開關、導線若干．
①請根據(jù)圖甲的電路圖，在圖乙中畫出連線，將器材連接成實驗電路；
②實驗時，改變并記錄電阻箱R的阻值，記錄對應電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組 R、U的數(shù)據(jù)．根據(jù)圖丙所示，表中第4組對應的電阻值讀數(shù)是
13.9
13.9
Ω；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
電阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
電壓U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③請推導
1
U
與
1
R
的函數(shù)關系式（用題中給的字母表示）
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的
1
U
-
1
R
圖線，由圖線得出電池組的電動勢E=
2.86
2.86
V，內電阻r=
5.86
5.86
Ω．（保留三位有效數(shù)字）

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同步練習冊答案