17．為驗(yàn)證“拉力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，某同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室找到下列器材：長木板（一端帶定滑輪）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、質(zhì)量為200g的小車、質(zhì)量分別為10g、30g和50g的鉤碼、細(xì)線、學(xué)生電源（有“直流”和“交流”檔）．該同學(xué)進(jìn)行下列操作
A．組裝實(shí)驗(yàn)裝置，如圖a所示
B．將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車
C．選用50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上
D．釋放小車，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶
E．在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖b所示
F．進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理    
請你完成下列問題：

（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生電源應(yīng)選擇用交流檔（選填“直流”或“交流”）．
（2）該同學(xué)將紙帶上打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為“0”，且認(rèn)為打“0”時(shí)小車的速度為零，其后依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6（相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫），各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，如圖b所示．該同學(xué)測量出計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)3、4、5的距離，并標(biāo)在圖b上．則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)，小車的速度大小為0.58m/s；如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)作小車所受的拉力，則在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中，拉力對(duì)小車做的功為5.9×10-2J，小車的動(dòng)能增量為3.4×10-2J．（取重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 
（3）由（2）中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能增量”的結(jié)論，且對(duì)其他的點(diǎn)（如2、3、5點(diǎn)）進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與“4”計(jì)數(shù)點(diǎn)相似．你認(rèn)為產(chǎn)生這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要原因有（寫出兩條即可） 
①小車的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；
②沒有平衡摩擦力．

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，使用交流電源；
（2）將砝碼重力當(dāng)作小車所受合外力，根據(jù)功的定義可以正確解答，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出第4個(gè)點(diǎn)的速度大小，進(jìn)一步求出其動(dòng)能大��；
（3）實(shí)驗(yàn)誤差主要來自兩個(gè)方面一是由實(shí)驗(yàn)原理不完善，沒有平衡摩擦力導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，一是由數(shù)據(jù)測量如測量距離等導(dǎo)致的偶然誤差，可以從這兩個(gè)方面進(jìn)行分析．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，則學(xué)生電源應(yīng)選擇用交流擋．
（2）點(diǎn)4的瞬時(shí)速度等于3、5兩點(diǎn)間的平均速度，則${v}_{4}=\frac{{x}_{35}}{2T}=\frac{0.1850-0.0690}{0.2}=0.58m/s$，
在打計(jì)數(shù)點(diǎn)0到4的過程中，拉力對(duì)小車做的功為：W=mgs=0.05×9.8×0.12=0.059J；
小車的動(dòng)能增量為：△EK=$\frac{1}{2}M{{v}_{4}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.2×0.5{8}^{2}$=0.034J；
（3）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因一是鉤碼重力大小并不等于繩子拉力的大小，設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma…①
對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma…②
F=$\frac{M}{M+m}mg$，
由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，顯然該實(shí)驗(yàn)中沒有滿足這個(gè)條件；另外該實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行平衡摩擦力操作，否則也會(huì)造成較大誤差．
故答案為：（1）交流，（2）0.58，0.059，0.034（3）①小車的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，②沒有平衡摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類似可以類比學(xué)習(xí)．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，自水平地面上方高h(yuǎn)處以速度v0水平拋出一小球，小球到達(dá)地面時(shí)速度與水平方向的夾角為θ．將小球移至高2h處，以速度v水平拋出，小球到達(dá)地面時(shí)速度與水平方向的夾角也為θ，不計(jì)空氣阻力，則v與v0的關(guān)系為（　　）
A．v=2v0B．v=$\sqrt{2}$v0C．v=$\frac{\sqrt{2}}{2}$v0D．v=$\frac{1}{2}$v0

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．若兩顆繞太陽運(yùn)行的行星的質(zhì)量分別為m1和m2，它們繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別為r1和r2，則它們的向心加速度之比為（　�。�
A．1：1B．m2r1：m1r2C．m1r22：m2r12D．r22：r12

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，a、b、c三顆衛(wèi)星在赤道所在平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們繞地球運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，都為順時(shí)針，其中b是地球同步衛(wèi)星，則地球赤道上的人觀察到（　　）
A．a和c均沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．a和c均沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C．a沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，c沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．a沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，c沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．在物理課堂上，老師給我們展示過一個(gè)插有細(xì)管的扁玻璃瓶，瓶內(nèi)裝滿了有顏色的液體，演示時(shí)，老師先用力擠壓瓶的前后，再用力擠壓瓶的兩側(cè)，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列認(rèn)識(shí)正確的是（　　）
A．兩次擠壓玻璃瓶時(shí)，都可以看到細(xì)管內(nèi)液面在上升
B．玻璃管沒有發(fā)生形變，液面上升是因?yàn)樗軣崤蛎?/td>
C．這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了演示水的形變
D．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明玻璃瓶也能形變

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對(duì)物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和交流電源（填“交流”或“直流”）
（2）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使小車所受合力等于橡皮筋的拉力，在未連接橡皮筋前木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，啟動(dòng)電源，輕推小車，得到的紙帶應(yīng)該是乙（填甲、乙）（如圖2）
②小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板運(yùn)動(dòng)，此過程橡皮筋對(duì)小車做的功為W
③再分別改用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時(shí)橡皮筋的伸長量都相同（填寫相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件），使橡皮筋對(duì)小車做的功分別為2W、3W…
④分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3…．圖3是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，為了測量小車獲得的最大速度，應(yīng)選用紙帶的GK部分進(jìn)行測量
⑤作出W-v圖象，則符合實(shí)際的圖象是D．（如圖4）
（3）若該小組實(shí)驗(yàn)時(shí)遺忘了上述步驟①操作的情況下也完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)，那么當(dāng)小車速度最大時(shí)，橡皮筋處于伸長狀態(tài)．（填“伸長”或“原長”）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是（　�。�
A．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體速度保持不變
B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度為零
C．任意相等的時(shí)間里通過的位移相同
D．任意相等的時(shí)間里通過的弧長相等

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．關(guān)于電場力做功和電勢差，下列說法不正確的是（　�。�
A．電勢差的大小由電場力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷量決定
B．電場力在電場中兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功多少由這兩點(diǎn)間的電勢差和電荷量決定
C．電場中靜止釋放的電荷只在電場力作用下一定會(huì)向電勢能較小的地方運(yùn)動(dòng)
D．在勻強(qiáng)電場中，與電場線垂直的某個(gè)方向上任意兩點(diǎn)間的電勢差均為零

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，如果在物塊A的外側(cè)沿半徑方向再放置一個(gè)與A完全相同的物塊B，并且用一根長為l的細(xì)繩與A連接起來，則要使A、B始終與圓盤保持相對(duì)靜止，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的最大值為多大？（已知物塊A與圓盤中心的距離為R，物塊A、B與圓盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

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同步練習(xí)冊答案