14．在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組組裝了一套如圖甲所示的裝置，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T，實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：
（1）平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列間距相等的點(diǎn)．
（2）測(cè)量小車的質(zhì)量M，按圖組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附件，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后釋放小車，打出一條紙帶，關(guān)閉電源．
（3）在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖乙所示，在紙帶上按打點(diǎn)先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE、…表示，則小車在計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式為$\frac{M（{h}_{E}-{h}_{C}）^{2}}{8{T}^{2}}$，若鉤碼的總重力為G，計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過(guò)程中，細(xì)繩拉力對(duì)小車所做功的表達(dá)式為G（hD-hA）．
（4）某同學(xué)以A點(diǎn)為起始點(diǎn)，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)動(dòng)能的增量△Ek為縱坐標(biāo)，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)拉力對(duì)小車所做的功W為橫坐標(biāo)，得到一條過(guò)原點(diǎn)的傾角為45°的直線，由此可以得到的結(jié)論是外力所做的功，等于物體動(dòng)能的變化量．

分析 （1）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列間隔均勻的點(diǎn)時(shí)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，恰好平衡摩擦力．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再放開小車．
（3）由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論及功的公式分析答題．
（4）根據(jù)動(dòng)能定理與圖象特點(diǎn)分析答題．

解答 解：（1）平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系間距相等的點(diǎn)．
（2）測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，按圖組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先接通拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后釋放小車，打出一條紙帶，關(guān)閉電源．
（3）打下D點(diǎn)時(shí)的速度vD=$\frac{{h}_{E}-{h}_{C}}{2T}$，打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EKD=$\frac{1}{2}$MvD2=$\frac{M（{h}_{E}-{h}_{C}）^{2}}{8{T}^{2}}$；鉤碼的總重力為G，計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過(guò)程中，細(xì)繩拉力對(duì)小車所做的功W=G（hD-hA）．
（4）由動(dòng)能定理得：△EK=W，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)動(dòng)能的增量為縱坐標(biāo)，以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)拉力對(duì)小車所做的功W為橫坐標(biāo)，得到一條過(guò)原點(diǎn)的傾角為45°的直線，由此可以得到的結(jié)論是：外力所做的功，等于物體動(dòng)能的變化量．
故答案為：（1）間距相等；（2）釋放小車；（3）$\frac{M（{h}_{E}-{h}_{C}）^{2}}{8{T}^{2}}$；G（hD-hA）；（4）外力所做的功，等于物體動(dòng)能的變化量．

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)的原理是解決實(shí)驗(yàn)題的根本，本實(shí)驗(yàn)中繩子上的拉力是由傳感器測(cè)量出的，所以不存在需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的要求，但要平衡摩擦力，難度適中．知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)推論、動(dòng)能定理即可正確解題．

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

2．關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，下列說(shuō)法不正確的是（　�。�
A．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與放在這一點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力的方向相同
B．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在這一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同
C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷在這一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相反
D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與在這一點(diǎn)的電場(chǎng)線切線方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．某同學(xué)利用學(xué)�，F(xiàn)有傳感器組裝成如圖甲所示裝置圖，用以研究外力與加速度的關(guān)系．將力傳感器安裝在置于光滑水平軌道的小車上，通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑定滑輪懸掛鉤碼．開始實(shí)驗(yàn)后，依次按照如下步驟操作：
①同時(shí)打開力傳感器、位移傳感器和速度傳感器；
②釋放小車；
③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F-x，v-x圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a；
④重復(fù)上述步驟．

（1）某次釋放小車后得到的F-x，v-x圖象如圖所示．根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為0.82N，加速度a為1m/s2．
（2）利用上述器材和過(guò)程得到多組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)作出a-F圖象，為一直線，則B
A、理論上直線斜率應(yīng)等于小車和鉤碼總重量的倒數(shù)
B、直線不過(guò)原點(diǎn)可能是因?yàn)檐壍罌](méi)有調(diào)整到水平
C、如果小車受到來(lái)自水平軌道的恒定阻力，直線斜率會(huì)變小
D、若實(shí)驗(yàn)中鉤碼質(zhì)量較大，圖象可能會(huì)呈現(xiàn)一條曲線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

2．如圖所示，三條虛線表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，其電勢(shì)分別為φ1=10V、φ2=20V、φ3=30V．一個(gè)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，按圖中實(shí)線軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　�。�
A．粒子帶負(fù)電
B．粒子在A點(diǎn)的速度大于在B點(diǎn)的速度
C．粒子在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度
D．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，可用于探究力對(duì)靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡掉摩擦阻力，下面操作正確的是C．
A．放開小車，小車能夠勻速下滑即可
B．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于橡皮筋做功，下列說(shuō)法正確的是B．
A．橡皮筋做的功可以直接測(cè)量
B．通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加
C．橡皮筋在小車運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功
（3）在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的HK（選填“AF”或“HK”）部分進(jìn)行測(cè)量，如圖2所示．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．某同學(xué)為探究“合力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟：

（1）按圖1擺好實(shí)驗(yàn)裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20kg，鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg．
（2）釋放小車，然后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（電源頻率為f=50Hz），打出一條紙帶．
（3）他在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，如圖2所示．把打下的第一點(diǎn)記作0，然后依次取若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用厘米刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)距離分別為d1=0.041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m…，他把鉤碼重力（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2）作為小車所受合力，算出打下0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)合力做功W=0.180J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），用正確的公式Ek=$\frac{m{f}^{2}（af6j7jw_{6}-ncutqt2_{4}）^{2}}{200}$（用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式）把打下第5點(diǎn)時(shí)小車的動(dòng)能作為小車動(dòng)能的改變量，算得Ek=0.125J．
（4）此次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果，他沒(méi)能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大．通過(guò)反思，他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下，其中正確的是AB．（雙項(xiàng)選擇題）
A．鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多
B．沒(méi)有平衡摩擦力，使得合力對(duì)物體做功的測(cè)量值比真實(shí)值偏大太多
C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動(dòng)能增量的測(cè)量值比真實(shí)值偏小
D．沒(méi)有使用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．如圖所示，直桿OA可繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中虛線與桿平行．桿的A端分別受到F1、F2、F3、F4四個(gè)力作用，它們與OA桿在同一豎直平面內(nèi)，則它們對(duì)O點(diǎn)的力矩M1、M2、M3、M4的大小關(guān)系是（　�。�
A．M1=M2＞M3=M4B．M1＞M2＞M3＞M4C．M2＞M1=M3＞M4D．M1＜M2＜M3＜M4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

3．一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能EP隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是關(guān)于直線x=x1對(duì)稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說(shuō)法不正確的是（　�。�
A．x1處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，但不為零
B．粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．在0、x1、x2、x3處電勢(shì)φ0、φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ3＞φ2=φ0＞φ1
D．x2～x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

4．以20m/s的初速度豎直上拋物體，不計(jì)空氣阻力，它經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方15m處需要的時(shí)間是1s、3s，此時(shí)的速度為10m/s、-10m/s（g取10m/s2）

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同步練習(xí)冊(cè)答案