13．某學習小組欲驗證動能定理，他們在實驗室找到了打點計時器、學生電源、導線、細線、復(fù)寫紙、紙帶、長木板、滑塊、沙及沙桶，組裝了一套如圖所示的實驗驗證裝置．
若你是小組中的一位成員，為了完成該驗證實驗，
（1）你認為還需要的器材有刻度尺、天平；
（2）實驗時為了使得沙和沙桶的總重力可作為滑塊受到的合外力，應(yīng)做兩方面減少誤差的措施：
a．細沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足細沙和沙桶的質(zhì)量應(yīng)遠小于滑塊的質(zhì)量；
b．將長木板左端適當墊高的目的是平衡摩擦力．

分析 （1）根據(jù)實驗原理，得到需要驗證的表達式，從而確定需要的器材；
（2）實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力，對滑塊受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量等于摩擦力；同時重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達式分析討論．

解答 解：（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺，還需要的使用汽車有：天平，刻度尺；
（2）a、沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律得：
對沙和沙桶：mg-T=ma    對小車：T=Ma    解得：T=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$mg，故當M＞＞m時，有T≈mg；
b、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(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
故答案為：（1）刻度尺、天平；（2）a、細沙和沙桶的質(zhì)量應(yīng)遠小于滑塊的質(zhì)量；b、平衡摩擦力．

點評 本題關(guān)鍵是根據(jù)實驗原理并結(jié)合牛頓第二定律和動能定理來確定要測量的量、實驗的具體操作方法和實驗誤差的減小方法．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．高中物理中有多個實驗用到長木板軌道、實驗小車、電磁打點計時器組合．現(xiàn)在有同學把長木板軌道調(diào)節(jié)成如圖2所示的狀態(tài)，完成了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”、“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗．那么他可能獲得的圖象是下列的哪些圖象（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．2007年3月1日，國家重大科學工程項引“EAST超導托卡馬克核聚變實驗裝置“在合肥順利通過了國家發(fā)改委組織的國家竣工驗收．作為核聚變研究的實驗設(shè)備，EAST可為未來的聚變反應(yīng)堆進行較深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一個核聚變反應(yīng)堆，屆時從l升海水中提取氫的同位素氘．在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng)，釋放可利用能量相當于燃燒300公升汽油所獲得的能量．這就相當于人類為自己制造了一個小太陽．可以得到無窮盡的清潔能源．作為核聚變研究的實驗設(shè)備，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達幾百萬攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種．其中技術(shù)上相對較成熟的是用磁場約束核材料．
如圖所示為EAST部分裝置的簡化模型：垂直紙面的有環(huán)形邊界的勻強磁場b區(qū)域，圍著磁感應(yīng)強度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個方向運動．離子的速度只要不超過某值，就不能穿過環(huán)形磁場的外邊界而逃逸，從而被約束．設(shè)離子質(zhì)量為m，電荷量為q，環(huán)形磁場的內(nèi)半徑為R1，外半徑R2=（1+$\sqrt{2}$）R1．
（1）將下列核反應(yīng)方程補充完整，指出哪個屬于核聚變方程．并求出聚變過程中釋放的核能 E0．已知${\;}_{1}^{2}$H 的質(zhì)量為m2，${\;}_{1}^{3}$H的質(zhì)量為m3．α粒子的質(zhì)量為mα，${\;}_{0}^{1}$n的質(zhì)量為mn  質(zhì)子質(zhì)量為mp，電子質(zhì)量為me，光速為c
A、${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}n$
B、${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{54}^{140}$Xe+${\;}_{38}^{94}$Sr+${2}_{0}^{1}n$
C、${\;}_{88}^{226}$Ra→${\;}_{86}^{222}$Rn+${\;}_{4}^{2}{H}_{e}^{\;}$
D、${\;}_{11}^{24}$Na→${\;}_{12}^{24}$Mg+${\;}_{-1}^{0}e$
（2）若要使從a區(qū)域沿任何方向，速率為v 的離子射入磁場時都不能越出磁場的外邊界，則b區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度至少為多大？
（3）若b區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為B．離子從a區(qū)域中心o點沿半徑OM方向以某一速度射入b區(qū)域，恰好不越出磁場的外邊界．請畫出在該情況下離子在a b區(qū)域內(nèi)運動一個周期的軌跡，并求出周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．一邊長a=20cm的正六邊形處在勻強電場中，勻強電場與正六邊形共面，正六邊形的頂點分別為 a、b、c、d、e、f，其位置關(guān)系如圖所示，已知b、d及O三點的電勢分別為φb=φd=4.0V，φO=0，則以下分析正確的是（　　）
A．勻強電場的電場強度的大小為40 V/m
B．勻強電場的方向與直線fc平行且由f指向c
C．電子（不計重力）從O點由靜止釋放，一定沿線段Oc由O向c運動
D．f點的電勢φf=-8 V

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．某學習小組探究”合力做功和物體速度變化的關(guān)系“的實驗如圖1所示，圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當用2條、3條…，n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保持一致（與第1次實驗時彈簧伸長的長度相同）．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出：

（1）除了圖1中已有的實驗器材外，還需要導線、開關(guān)、刻度尺和交流電源（填“交流”或“直流”）．
（2）在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的，如圖2所示，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK　部分進行測量．打點間隔為0.02s，則小車的最大速度v=0.66　m/s�。ūＡ魞晌挥行�(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

18．在電場中把電荷q=-2.0×10-9C從A點移到B點，電場力做了1.0×10-7J的正功，再把q從B點移到C點，克服電場力做功4.0×10-7J，則A、B、C三點中B點電勢最高，A、C之間的電勢差UAC=150V；如果規(guī)定B點電勢為零，則A點的電勢φA=-50V，該電荷在C點的電勢能EPC=4×10-7J．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，質(zhì)量是M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板長為L0=8m，一個質(zhì)量為m=1kg的小滑塊以初速度V0=10m/s從左端滑上木板，由于滑塊與木板間摩擦作用，木板也開始向右滑動，滑塊滑到木板右端時二者恰好相對靜止，求：
①二者相對靜止時共同速度為多少？
②滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖所示，一平直公路上有三個路標o、m、n，且om=3m、mn=5m．一輛汽車在該路段做勻加速直線運動依次通過o、m、n三個路標，已知汽車在相鄰兩路標間的速度增加量相同，均為△v=2m/s，則下列說法中正確的是（　�。�
A．汽車在om段的平均速度大小為4m/s
B．汽車從m處運動到n處的時間為2s
C．汽車在該路段行駛的加速度大小為2m/s2
D．汽車經(jīng)過o處時的速度大小為2m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．如圖所示，在水平地面上有質(zhì)量為m的A物塊和質(zhì)量為2m的B物塊并排靠在一起，兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，兩物塊間用長為L的柔軟輕繩相連接（圖中未畫出）．現(xiàn)有大小為F=2μmg的水平恒定拉力從靜止開始拉動物塊A，繩子繃緊時，繩子不會斷裂也不會伸長，且繃緊時間極短．試求：
（1）繩子繃緊前瞬間，A物塊的速度大小．
（2）整個過程中B物塊運動的時間．
（3）繃緊瞬間繩子做的功．

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