5．某興趣小組利用如圖甲所示實驗裝置，驗證“合外力做功和動能變化的關(guān)系”．小車及車中砝碼的質(zhì)量為M，沙桶和沙的質(zhì)量為m，在木板上的小車的運動速度可由小車后面拉動的紙帶經(jīng)打點計時器打出的點計算得到．

（1）在實驗中，下列說法正確的有AD．
A．將木板的右端適當墊起，以平衡小車的摩擦力
B．每次改變小車的質(zhì)量時，都要重新平衡摩擦力
C．平衡摩擦力的過程中打點計時器不需接通電源
D．該實驗不一定要滿足M遠大于m
（2）如圖乙所示是某次實驗時得到的一條紙帶，O點為由靜止開始釋放時沙桶紙帶上打的第一個點，速度為0．相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T，根據(jù)此紙帶可得出小車通過計數(shù)點D時的速度vD=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$．
（3）若用O、D兩點來研究合外力做功和動能變化的關(guān)系，需要驗證的關(guān)系式為：mgs4=$\frac{1}{8{T}^{2}}$（M+m）[（s5-s3）2]（用所測物理量的符號表示）．

分析 （1）根據(jù)實驗的原理即可正確解答；
（2）由平均速度公式可求得D點的速度；
（3）根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗原理結(jié)合圖象特點即可正確回答．

解答 解：（1）A、若用砂和小桶的總重力表示小車受到的合力，為了減少這種做法帶來的實驗誤差，必須使長木板左端抬起一個合適的角度，以平衡摩擦力，以保證合外力等于繩子的拉力，但不需要每次都平衡摩擦力；故A正確，B錯誤；
C、為了準確判斷紙帶是否做勻速運動，同時由于打點時存在摩擦力，故在判斷時應(yīng)接通電源后判斷是否已平衡摩擦力； 故C錯誤；
D、本實驗中考慮到沙桶重力勢能的改變量，故不需要讓其質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故D正確；
故選：AD；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的特點，D點的速度等于CE之間的平均速度，所以：VD=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$
（3）B到E之間重力勢能減�。骸鱁P=mgs5
動能增大：△Ek=$\frac{1}{2}$MvE
需要驗證的是：mgs4=$\frac{1}{8{T}^{2}}$（M+m）[（s5-s3）2]
故答案為：（1）AD；（2）$\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}$；（3）mgs4=$\frac{1}{8{T}^{2}}$（M+m）[（s5-s3）2]

點評 本題考查“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”，本實驗與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”有很多類似之處，在平時學習中要善于總結(jié)、比較，提高對實驗的理解能力．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

5．如圖所示，D是一只二極管，它的作用是只允許電流從a流向b，不允許從b流向a，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有一電荷P處于靜止狀態(tài)，一直保持兩極板處于平行狀態(tài)，若A和B的間距稍增大一些后，P的運動情況將是靜止不動；若把A和B的正對面積稍增大一些后，P的運動情況將是靜止不動；若充電后去掉電源與二極管，再在AB間插入一塊陶瓷片，P的運動情況將是向下運動．（填“靜止不動”、“向下運動”或“向上運動”）

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

16．如圖所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直．已知線圈的匝數(shù)N=100，邊長ab=1.0m、bc=0.5m，電阻r=5Ω．磁感應(yīng)強度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0.3T． 在1～5s內(nèi)從0.3T均勻變化到-0.3T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求：
（1）0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向；
（2）在1～5s內(nèi)通過線圈的電荷量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖所示，在xOy坐標系的第一象限有方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小可調(diào)，y軸是它的左邊界，曲線OP是它的右邊界，OP的曲線方向為y=$\frac{2}{h}$x2．在y軸上有一點Q（0，h），一電荷量為q（q＞0）、質(zhì)量為m的粒子從Q點以不同的速率沿x軸正方向射入磁場．不計粒子的重力．
（1）若已知磁感應(yīng)強度大小為B0，求粒子在磁場中運動的最長時間是多少？
（2）若從磁場的右邊界射出的粒子中，速率為v0的粒子在磁場中運動位移最短，求磁感應(yīng)強度的大��；
（3）若保持（2）情形下的磁感應(yīng)強度大小不變，求能從磁場的右邊界射出的粒子速度的最小值．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，邊界的寬度為S，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的v-t圖象（其中OA、BC、DE相互平行）．已知金屬線框的邊長為L（L＜S）、質(zhì)量為m，電阻為R，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖象中坐標軸上所標出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量．（下落過程中bc邊始終水平）根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是（　�。�
A．t2是線框全部進入磁場瞬間，t4是線框全部離開磁場瞬間
B．從bc邊進入磁場起一直到ad邊離開磁場為止，感應(yīng)電流所做的功為mgS
C．v1的大小可能為$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$
D．線框穿出磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進入磁場過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點，電場力做功為1.5×10-7J．再把這個電荷從B點移到C點，電場力做功-4.0×10-7J．試確定：
（1）AB間的電勢差UAC；
（2）若把-1.5×10-9C的電荷從C點移到A點，求電場力做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

17．為了較準確地測量一只微安表的內(nèi)阻，采用圖所示實驗電路圖進行測量，實驗室可供選擇的器材如下：
A．待測微安表（量程500μA，內(nèi)阻約300Ω）
B．電阻箱（最大阻值999.9Ω）
C．滑動變阻器R1（最大阻值為10Ω）
D．滑動變阻器R2（最大阻值為1KΩ）
E．電源（電動勢為2V，內(nèi)阻不計）
F．保護電阻R0（阻值為120Ω）

①實驗中滑動變阻器應(yīng)選用C（填“C”或“D”）；
②按照實驗電路在圖所示的方框中完成實物圖連接．
③實驗步驟：
第一，先將滑動變阻器的滑片移到最右端，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為零；
第二，閉合開關(guān)S，將滑片緩慢左移，使微安表滿偏；
第三，保持滑片不動，調(diào)節(jié)R的電阻值使微安表的示數(shù)正好是滿刻度的2/3時，此時接入電路的電阻箱的示數(shù)如圖所示，阻值R為145.5Ω．
第四，根據(jù)以上實驗可知微安表內(nèi)阻的測量值RA為291Ω
④若調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R′時，微安表的示數(shù)正好是滿刻度的$\frac{1}{2}$，認為此時微安表內(nèi)阻就等于R′0則此時微安表內(nèi)阻的測量值R′與微安表的示數(shù)正好是滿刻度的$\frac{2}{3}$時微安表內(nèi)阻的測量值RA相比，更接近微安表真實值的是RA．（填“R′”或“RA”）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

14．如圖是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護電阻（10Ω）．R1是電阻箱（0～99.9Ω），R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源（電動勢l00V，內(nèi)阻很�。�

在保證安全和滿足要求的情況下，使測量范圍盡可能大．實驗具體步驟如下：
（Ⅰ）連接好電路，將滑動變阻器R調(diào)到最大；
（Ⅱ）閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當值，再調(diào)滑動變阻器R，使A1示數(shù)I1=0.15A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2示數(shù)I2；
（Ⅲ）重復步驟（Ⅱ），再測量6組R1和I2；
（Ⅳ）將實驗獲得的7組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，并作出R1-I2的圖象，如圖2所示．
根據(jù)實驗回答以下問題：
①現(xiàn)有四只供選用的電流表：
A、電流表（0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω）　　B、電流表（0～3mA，內(nèi)阻未知）
C、電流表（0～0.3A，內(nèi)阻為5.0Ω）　　D、電流表（0～0.3A，內(nèi)阻未知）
A2應(yīng)選用C．（選填字母A、B、C、D）
②測得一組R2和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1=0.15A．應(yīng)讓滑動變阻器R接入電路的阻值變大．（選填“不變”、“變大”或“變小”）．
③根據(jù)以上實驗得出Rx=31Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

15．如圖所示，矩形線框在豎直平面內(nèi)從靜止開始下落，若線框在進入磁場過程中速度增大，則在該過程中線框下落的加速度減小．（填“增大”、“減小”或“不變”）

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同步練習冊答案