14．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置來(lái)探究“功與速度變化的關(guān)系”?實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面?實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上，在長(zhǎng)木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（2）把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，連在小車(chē)后端，用細(xì)線跨過(guò)定滑輪連接小車(chē)和鉤碼；
（3）把小車(chē)?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，接通電源，從靜止開(kāi)始釋放小車(chē)，得到一條紙帶；
（4）關(guān)閉電源，通過(guò)分析小車(chē)位移與速度的變化關(guān)系來(lái)研究合外力對(duì)小車(chē)所做的功與速度變化的關(guān)系?圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn)，A、B、C是紙帶的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，用刻度尺測(cè)得A、B、C到O的距離如圖2所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問(wèn)：
（1）打B點(diǎn)時(shí)刻，小車(chē)的瞬時(shí)速度vB=0.40m/s?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）本實(shí)驗(yàn)中，若鉤碼下落高度為h1時(shí)合外力對(duì)小車(chē)所做的功W0，則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí)，合外力對(duì)小車(chē)所做的功為$\frac{h_2}{h_1}{w_0}$?（用h1、h2、w0表示）
（3）實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)畫(huà)出小車(chē)位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示?根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是AC（填寫(xiě)選項(xiàng)字母代號(hào)）
A．W∝v  B．W∝v2   C．W∝$\frac{1}{v}$   D．W∝v3
（4）在本實(shí)驗(yàn)中，下列做法能有效地減小實(shí)驗(yàn)誤差的是ABC（填寫(xiě)選項(xiàng)字母代號(hào)）
A．把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)中控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量
C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車(chē)的細(xì)線和長(zhǎng)木板平行
D．先讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度求解B點(diǎn)速度．
（2）根據(jù)功的公式求出合力對(duì)小車(chē)做功的大�。�
（3）根據(jù)圖象為過(guò)原點(diǎn)的曲線，結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)知識(shí)分析．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定誤差形成的原因，從而確定有效減小誤差的方法．

解答 解：（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度，故有：
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2601-0.1801}{0.2}m/s$=0.40m/s
（2）根據(jù)功的定義，有：
W0=mgh1
W=mgh2
解得：
W=$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}{w}_{0}$
（3）圖象為過(guò)原點(diǎn)的曲線，故W與v一定不是正比關(guān)系，也一定不是反比關(guān)系．故選AC
（4）AB、本實(shí)驗(yàn)探究“功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，要使鉤碼的重力等于小車(chē)的合外力，就必須先平衡摩擦力，保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量，所以AB都正確，
C、調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車(chē)的細(xì)線和長(zhǎng)木板平行，讓力的方向和位移方向在同一直線上，可以減小誤差，故C正確，
D、應(yīng)該先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)，所以D錯(cuò)誤．
故選：ABC．
故答案為：（1）0.40；（2）$\frac{h_2}{h_1}{w_0}$；（3）AC；（4）ABC．

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查了“探究功與動(dòng)能變化關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理，以及數(shù)據(jù)處理方法，解題時(shí)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析即可．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

15．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的概念的說(shuō)法中，正確的是（　　）
A．任何細(xì)小的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn)
B．任何靜止的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn)
C．一個(gè)物體是否可以看做質(zhì)點(diǎn)，要看研究問(wèn)題的具體情況而定
D．一個(gè)物體在任何情況下都可以看做質(zhì)點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．如油畫(huà)所示是伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的情景，他設(shè)計(jì)并做了小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的下列說(shuō)法中不符合史實(shí)的是（　�。�
A．伽利略以實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)速度與時(shí)間成正比的猜想是否真實(shí)
B．伽利略讓小球沿阻力很小的斜面滾下是為了“沖淡”重力的影響
C．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D．伽利略用實(shí)驗(yàn)而不是外推的方法得到斜面傾角增大到900小球仍然會(huì)保持勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

2．如圖甲所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個(gè)帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)水平射入，沿直線從b點(diǎn)射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點(diǎn)以速度v0射出，求：

（1）若t=0粒子從a點(diǎn)射入金屬板，粒子在$\frac{T}{4}$內(nèi)離開(kāi)中心線的距離為多大？
（2）粒子從a點(diǎn)射入金屬板的時(shí)刻應(yīng)滿足什么條件？
（3）交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

9．如圖，xOy平面的第Ⅱ象限的某一區(qū)域有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B1=1T，磁場(chǎng)區(qū)域的邊界為矩形，其邊分別平行與x．y軸．有一質(zhì)量m=10-12kg．帶正電q=10-7C的a粒子從O點(diǎn)以速度v0=105m/s，沿與y軸正方向成θ=30°的方向射入第Ⅱ象限，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，從y軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射入第Ⅰ象限，P點(diǎn)縱坐標(biāo)yP=3m，y軸右側(cè)和垂直于x軸的虛線左側(cè)間有平行與y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，a粒子將從虛線與x軸交點(diǎn)Q進(jìn)入第Ⅳ象限，Q點(diǎn)橫坐標(biāo)xQ=6$\sqrt{3}$m，虛線右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為1T，不計(jì)粒子的重力，求：
（1）磁場(chǎng)B1的方向及a粒子的磁場(chǎng)B1的運(yùn)動(dòng)半徑r1；
（2）矩形磁場(chǎng)B1的最小面積S和電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；
（3）如在a粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)B1的同時(shí)，有另一帶電量為一q的b粒子，從y軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，a．b粒子將發(fā)生迎面正碰，求M點(diǎn)縱坐標(biāo)yM以及相碰點(diǎn)N的橫坐標(biāo)xN．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

19．“探究功能與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）實(shí)驗(yàn)器材有：長(zhǎng)木板、小車(chē)（前面帶小鉤）、學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、6條規(guī)格相同的橡皮筋、紙帶、刻度 尺、天平、小鐵釘2個(gè)、導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān)． 在上述實(shí)驗(yàn)器材中，多余的器材是天平；
（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下
A．將長(zhǎng)木板放到水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，依圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材；
B．先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉伸到一定的長(zhǎng)度，整理好紙帶，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，編號(hào)為1；
C．換用紙帶，改用2條、3條„„同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次„„實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都相等，打出的紙帶，分別編號(hào)為2、3„„
D．由紙帶算出小車(chē)獲得的速度：根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車(chē)獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算．     把第一次實(shí)驗(yàn)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W0，則第2次、第3次„„實(shí)驗(yàn)對(duì)小車(chē)做的功分別計(jì)記為2W0、3W0„„，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格里．
E．對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)、v2（也可能是其他關(guān)系）為橫坐標(biāo)作圖；
F．整理實(shí)驗(yàn)器材
以上實(shí)驗(yàn)步驟中有疏漏的步驟是：，有錯(cuò)誤的步驟是A，D．（填寫(xiě)步驟前相應(yīng)的符號(hào)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)研究小車(chē)的加速度與所受合力的關(guān)系．將裝有力傳感器的小車(chē)放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車(chē)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0．再將小車(chē)放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F1．釋放小車(chē)，記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F2．

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車(chē)，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車(chē)的加速度a=0.16m/s2．
（2）同一次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1＞F2（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車(chē)加速度a與F的關(guān)系如圖1．不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦．圖象中F是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的D．
A．F1　　 B．F2　　 C．F1-F0　   D．F2-F0
（4）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是D．
A．小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量
B．實(shí)驗(yàn)中需要將長(zhǎng)木板右端墊高
C．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量
D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)沙的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)的大小等于細(xì)沙和小桶的總重量，小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的打點(diǎn)求得．

（1）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力，正確的做法是C
A．小車(chē)放在木板上，調(diào)節(jié)木板在傾斜程度，輕推小車(chē)，目測(cè)小車(chē)沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
B．小車(chē)放在木板上，掛上砂桶，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，輕推小車(chē)，目測(cè)小車(chē)沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
C．小車(chē)放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，輕推小車(chē)，通過(guò)紙帶上所打點(diǎn)的分布測(cè)定小車(chē)沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）實(shí)驗(yàn)中，為了保證細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)近似等于細(xì)沙和小桶的總重量，細(xì)沙和小桶的總質(zhì)量m與小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是M＞＞m．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖（b）所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫(huà)出），則小車(chē)的加速度a=0.56m/s2（保留2位有效數(shù)字）．
（4）在研究“外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量不變，改變小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量M，分別記錄小車(chē)加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)．在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-M圖象如圖（c），乙同學(xué)作出a-$\frac{1}{M}$圖象如圖（d）．兩同學(xué)都由圖象得出“外力一定時(shí)，加速度a與質(zhì)量M成反比”的結(jié)論．你認(rèn)為乙（填“甲”或“乙”）同學(xué)的方案更合理．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．小葉同學(xué)利用圖甲裝置來(lái)探究加速度與力、質(zhì)量之間的定性關(guān)系．

（1）他安裝儀器后，準(zhǔn)備開(kāi)始測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)如圖甲所示，從圖片上看，你覺(jué)得他在開(kāi)始正確測(cè)量前必須得修正哪幾個(gè)方面的問(wèn)題？（請(qǐng)寫(xiě)出兩點(diǎn)）①長(zhǎng)木板的右端沒(méi)被墊高（沒(méi)有平衡摩擦力）②細(xì)線沒(méi)有與板面平行；小車(chē)未靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）修正后，小葉同學(xué)就開(kāi)始實(shí)驗(yàn)測(cè)量，他所接的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源檔位如圖乙所示，則他所選的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電磁（填“電火花”或“電磁”）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz．，圖丙是小葉同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出．寫(xiě)出用s1、s2、s3、s4以及f來(lái)表示小車(chē)加速度的計(jì)算式：a=$\frac{{s}_{3}^{\;}+{s}_{4}^{\;}-{s}_{1}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{100}{f}_{\;}^{2}$．

根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車(chē)的加速度a大小為0.60m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a-F關(guān)系圖線（如圖丁所示），此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C
A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦       B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大            D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大．

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