某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以圖20－5裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)砂、墊塊．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小砂桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

圖20－5

(1)你認(rèn)為還需要的實驗器材有________、________.(兩個)

(2)實驗時為了保證滑塊(質(zhì)量為M)受到的合力與砂和砂桶的總重力大小基本相等，砂和砂桶的總質(zhì)量m應(yīng)滿足的實驗條件是__________，實驗時首先要做的步驟是________．

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往砂桶中裝入適量的細(xì)砂，用天平稱出此時砂和砂桶的總質(zhì)量m.讓砂桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂(v₁<v₂)．則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________________________(用題中的字母表示)．

(4)要探究滑塊與砂及砂桶組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，如果實驗時所用滑塊質(zhì)量為M，砂及砂桶總質(zhì)量為m，讓砂桶帶動滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動，用打點計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂(v₁<v₂)．則最終需驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________________________(用題中的字母表示)．

某同學(xué)利用打點計時器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“探究動能定理”的實驗，如圖20－2所示，他首先將打點計時器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點計時器，接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放滑塊，打點計時器在紙帶上打下一系列點．

圖20－2　　　　　　　　　　圖20－3

圖20－4

回答下列問題：(用已知字母表示)

(1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素________________________．

(2)該實驗探究中為了求合外力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)．該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點間距均勻的紙帶，如圖20－3所示，此時相對應(yīng)的斜面長為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ＝______.

(3)保持斜面長度不變，升高斜面高度到H(H>h)，該同學(xué)在實驗中得到一條打點清晰的紙帶，如圖20－4所示，用直尺測出x₁、x₂、x₃，對A、B兩點研究：此時滑塊在A、B兩點的速度大小為：v_A＝________，v_B＝________.

(4)該同學(xué)對AB段進(jìn)行研究，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算合外力對滑塊做的功W，滑塊動能的變化量ΔE_k，在誤差允許的范圍內(nèi)W＝ΔE_k.

有4條用打點計時器(所用交流電頻率為50 Hz)打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗時打出的．為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間距離依次為x₁、x₂、x₃.請你根據(jù)下列x₁、x₂、x₃的測量結(jié)果確定該紙帶為(已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?.791 m/s²)(　　)

A．61.0 mm　65.8 mm　70.7 mm

B．41.2 mm　45.1 mm　53.0 mm

C．49.6 mm　53.5 mm　57.3 mm

D．60.5 mm　61.0 mm　60.6 mm

在探究功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到一條如圖20－1所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間稀疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是(　　)

圖20－1

A．電源的頻率不穩(wěn)定

B．木板傾斜的程度太大

C．沒有使木板傾斜或傾斜角太小

D．小車受到的阻力較大

 “娛樂風(fēng)洞”是一集高科技與驚險的娛樂項目，它可把游客在一個特定的空間內(nèi)“吹”起來，讓人體驗太空飄忽感覺．在某次表演中，假設(shè)風(fēng)洞內(nèi)向上的總風(fēng)量和風(fēng)速保持不變，表演者通過調(diào)整身姿，來改變所受的向上風(fēng)力大小，人體可上下移動的空間總高度為H.人體所受風(fēng)力大小與正對面積成正比，站立時受風(fēng)面積為水平橫躺時的1/8.當(dāng)人體與豎直方向成一定傾斜角時，受風(fēng)正對面積是最大值的1/2，恰好可以靜止或勻速漂移．表演者開始時，先以站立身勢從A點下落，經(jīng)過某處B點，立即調(diào)整為橫躺身姿．運(yùn)動到最低點C處恰好減速為零，則有(　　)

圖19－13

A．運(yùn)動過程中的最大加速度是3g/4

B．B點的高度是3H/5

C．表演者從A至B克服風(fēng)力所做的功是從B至C過程的1/6

D．表演者從A至B動能的增量大于從B至C克服風(fēng)力做的功

如圖19－12所示，在豎直平面內(nèi)，粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B點，C點是最低點，圓心角∠BOC＝37°，D點與圓心O等高，圓弧軌道半徑R＝1.0 m，現(xiàn)在一個質(zhì)量為m＝0.2 kg可視為質(zhì)點的小物體，從D點的正上方E點處自由下落，DE距離h＝1.6 m，小物體與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s².求：

圖19－12

(1)小物體第一次通過C點時軌道對小物體的支持力F_N的大�。�

(2)要使小物體不從斜面頂端飛出，斜面的長度L_AB至少要多長；

(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)中的要求，小物體從E點開始下落，直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運(yùn)動，在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大�。�

如圖19－11所示，有一個可視為質(zhì)點的小物塊質(zhì)量為m＝1 kg，從平臺上的A點以v₀＝2 m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點時，恰好沿C點的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質(zhì)量為M＝3 kg的長木板．已知木板上表面與圓弧軌道末端切線在同一水平面上，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.4 m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的半徑OD夾角為60°，不計空氣阻力，g取10 m/s².求：

圖19－11

(1)小物塊到達(dá)C點時的速度大�。�

(2)小物塊經(jīng)過圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力多大．

(3)要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少應(yīng)為多大．

如圖19－10所示，斜面的傾角為θ，質(zhì)量為m的滑塊距擋板P的距離為x₀，滑塊以初速度v₀沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失，求滑塊經(jīng)過的總路程．

圖19－10

如圖19－9所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點．輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)用質(zhì)量為m₁的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上．不計滑塊在B點的機(jī)械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m₂的滑塊(m₂>m₁)壓縮彈簧到相同位置，然后由靜止釋放，下列對兩滑塊說法正確的是(　　)

圖19－9

A．兩滑塊到達(dá)B點的速度相同

B．兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同

C．兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功相同

D．兩滑塊上升到最高點過程機(jī)械能損失相同

如圖19－8所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動．物塊和小車之間的摩擦力為F_f.物塊滑到小車的最右端時，小車運(yùn)動的距離為l.在這個過程中，以下結(jié)論正確的是(　　)

圖19－8

A．物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F－F_f)(L＋l)

B．物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為F_fl

C．物塊克服摩擦力所做的功為F_f(L＋l)

D．物塊和小車增加的機(jī)械能為Fl