3．某學習小組做“探究功與物體速度變化的關系”的實驗裝置如圖1所示．圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功記為W．當用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，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都完全相同．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶求出．通過實驗數(shù)據(jù)分析可以得出功與物體速度變化的關系．

（1）實驗操作中需平衡小車受到的摩擦力，其最根本的目的是B．
A．防止小車不能被橡皮筋拉動       B．保證橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功
C．便于小車獲得較大的彈射速度     D．防止紙帶上點跡不清晰
（2）如圖2是某同學在正確實驗操作過程中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F為選取的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點間有一個點沒有畫出，各計數(shù)點到O點的距離分別為：0.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，若打點計時器的打點頻率為50Hz，則由該紙帶可知本次實驗中橡皮筋做功結束時小車的速度是2.23m/s（結果取三位有效數(shù)字）．

分析 （1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功；
（2）橡皮筋做功結束時小車的速度最大，此時做勻速運動，根據(jù)v=$\frac{x}{t}$求解速度．

解答 解：（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功，故B正確．
（2）由所打點可知，DE之間距離基本等于EF之間距離，因此小車最后獲得的速度為：v=$\frac{DF}{2T}=\frac{0.3475-0.1691}{0.08}=2.23m/s$
故答案為：（1）B；（2）2.23．

點評 本題關鍵是結合探究功與速度變化關系的實驗原理進行分析，注意該實驗中需要測量是小車的最大速度即最后的速度大小，同時要正確應用數(shù)學知識進行數(shù)據(jù)處理．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，向心加速度為a1，b處于地面附近近地軌道上正常運動速度為v1，c是地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v2，加速度為a2，d是高空探測衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如下圖，地球的半徑為R，則有（　�。�
A．a的向心加速度等于重力加速度gB．d的運動周期有可能是20小時
C．$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{R}{r}$D．$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\sqrt{\frac{r}{R}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．閉合線框abcd，自某高度自由下落時穿過一個有界的勻強磁場，當它經(jīng)過如圖所示的三個位置時，感應電流的方向是（　�。�
A．經(jīng)過Ⅰ時，無感應電流B．經(jīng)過Ⅰ時，a→b→c→d→a
C．經(jīng)過Ⅱ時，無感應電流D．經(jīng)過Ⅲ時，a→b→c→d→a

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．如圖所示，一理想變壓器原線圈兩端接頻率為50Hz的正弦式交流電，R為電阻箱，現(xiàn)閉合開關S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為18Ω時，恰好能使“36V 24W”的燈泡L1、L2正常發(fā)光，則（　　）
A．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1
B．該正弦式交流電電壓瞬時值的表達式為u=144$\sqrt{2}$sin100πt（V）
C．當燈泡L1、L2正常發(fā)光時，電阻箱R上消耗的電功率為72W
D．斷開開關S，將電阻箱調(diào)節(jié)為27Ω時，燈泡L1仍能正常發(fā)光

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用△t表示．在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”．

（1）完成下列實驗步驟中的填空：
①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列間隔均勻的點．
②按住小車，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼．
③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③．
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點．測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…．求出與不同m相對應的加速度a．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，$\frac{1}{a}$為縱坐標，在坐標紙上做出$\frac{1}{a}$-m關系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則$\frac{1}{a}$與m處應成線性關系（填“線性”或“非線性”）．
（2）完成下列填空：
（�。┍緦嶒炛�，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是遠小于小車的質(zhì)量．
（ⅱ）設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2和s3．a(chǎn)可用s1、s3和△t表示為a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{△t}^{2}}$．圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=24.3mm，s3=47.2mm．由此求得加速度的大小a=1.15m/s2．
（ⅲ）圖3為所得實驗圖線的示意圖．設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$，小車的質(zhì)量為$\frac{k}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．質(zhì)量為m的物體在水平恒定外力F作用下沿水平面做勻加速直線運動，一段時間后撤去外力，已知物體的v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的有（　�。�
A．物體所受摩擦力大小為$\frac{m{v}_{0}}{2{t}_{0}}$
B．水平拉力大小是物體所受摩擦力大小的2倍
C．物體在加速段的平均速度大于減速段的平均速度
D．水平拉力大小是$\frac{3m{v}_{0}}{2{t}_{0}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．下列說法正確的是（　�。�
A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并測出了萬有引力常量
B．第谷通過對太陽系各行星運動的觀測和記錄并總結出了行星運動的三大規(guī)律
C．“地心說”的代表人物是托勒密
D．伽利略通過“理想斜面實驗”得出“力是維持物體運動的原因”

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，有兩個質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則以下說法中正確的是（　�。�
A．A球的線速度必定小于B球的線速度
B．A球的運動周期必定小于B球的運動周期
C．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?/td>
D．A球的角速度必定小于B球的角速度

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．如圖所示，一透明半球的半徑為R，對單色光a和b的折射率分別為n1=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$和n2=2．真空中兩細束平行單色光a和b從半球的左、右兩側(cè)沿半球的平面上的一條直徑向球心移動，光始終與透明半球的平面垂直．一旦光束到某一位置恰好從透明半球的球面射出（不考慮光在透明介質(zhì)中的多次反射后再射出球面）即停止移動．將此時a、b入射點分別記為P、Q（圖中未畫出）求：
①PQ的距離d．
②設真空中光束為c，現(xiàn)讓單色光束a和b分別從P、Q兩點，同時垂直入射，求兩束光到達相交位置的時間差△t．

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