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某實驗小組用如圖1所示的實驗裝置和實驗器材做“探究恒力對小車做功與小車動能改變的關系”實驗，在實驗中，該小組同學進行了平衡摩擦力后，把砂和砂桶的總重力當作小車受到的合外力．
①除實驗裝置中的儀器外，還需要的測量儀器有
 
．
②如圖2為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究“恒力對小車做功與小車動能改變的關系”．已知打點計時器的打點周期為T，重力加速度為g．圖中已經標明了要測量的物理量，另外，小車的質量為M，砂和砂桶的總質量為m，M遠大于m．用題中給出的字母，恒力對小車做的功可表示為
 
，小車動能的改變量可表示為
 
，只要推導出二者在誤差范圍內相等即可得出結論．
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分析：（1）由于實驗需要測量小車速度和質量，故還需要的測量儀器有刻度尺、天平．
（2）恒力做功根據W=Fscosα進行計算，用平均速度代替瞬時速度的方法求出AB兩點的速度，進而求出動能的改變量．
解答：解：（1）由于實驗需要測量小車速度，速度是使用打點計時器打的紙帶計算得出的，故要測量點距，需要刻度尺；本實驗還要測量質量，故選要天平．
（2）小車的質量為M，砂和砂桶的總質量為m，M遠大于m．則對小車的作用力等于砂和砂桶的總重力mg，所以恒力對小車做的功可表示為：mgx．
由v
t
2
=
x
t
可知，vA=
x1
2T
，vB=
x2
2T
．所以小車動能的改變量為：
1
2
MvB2-
1
2
MvA2=
M
2
((
x2
2T
)2-(
x1
2T
)2)=
M(x22-x12)
8T2

故答案為：（1）刻度尺、天平；（2）mgx；
M(x22-x12)
8T2
．
點評：明確“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗的實驗原理及方法是求解本題的關鍵．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某實驗小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關系”．實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面．實驗的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定打點計時器；
（2）把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
（3）把小車拉到靠近打點計時器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；
（4）關閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關系．
圖2是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶的三個計數點，相鄰兩個計數點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問：
（1）打B點時刻，小車的瞬時速度vB=
0.40
0.40
m/s．（結果保留兩位有效數字）
（2）本實驗中，若鉤碼下落高度為h1時合外力對小車所做的功W0，則當鉤碼下落h2時，合外力對小車所做的功為
h2
h1
w0
h2
h1
w0
．（用h1、h2、w0表示）
（3）實驗中，該小組同學畫出小車位移x與速度v的關系圖象如圖3所示．根據該圖形狀，某同學對W與v的關系作出的猜想，
肯定不正確的是
AC
AC
（填寫選項字母代號）
A．W∝v        B．W∝v2
C．W∝
1
v
       D．W∝v3
（4）在本實驗中，下列做法能有效地減小實驗誤差的是
ABC
ABC
（填寫選項字母代號）
A．把長木板右端適當墊高，以平衡摩擦力
B．實驗中控制鉤碼的質量，使其遠小于小車的總質量
C．調節(jié)滑輪高度，使拉小車的細線和長木板平行
D．先讓小車運動再接通打點計時器．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組用如圖1所示器材“探究a與F、m之間的關系”

（1）關于該實驗的要求，以下說法正確的有
B
B

A．小車的質量要遠小于砝碼和托盤的總質量
B．要采用控制變量法探究a與F、m之間的關系
C．平衡阻力時，最好先取下細繩、托盤和紙帶，再改變長木板傾斜程度
D．要先釋放小車，再接通打點計時器的電源
（2）連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖2所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取計數點A、B、C、D、E、F、G．相鄰兩計數點之間有四個點未畫出．由以上數據可算出打C點時小車速度大小為
0.755
0.755
m/s；打該紙帶的過程中小車的加速度大小為
0.989
0.989
m/s2 （以上計算結果均保留三位有效數字）．
（3）如果平衡阻力時，已經取下細繩和托盤，并且通過改變長木板傾斜程度，達到了完全平衡摩擦力的要求．實驗前已測得小車質量為1kg，托盤的質量5×10-3kg，在上述實驗過程中該組同學放入托盤中的砝碼質量約為
0.096
0.096
kg（g取9.8m/s2，結果保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實驗小組用如圖1所示的裝置測量彈簧的勁度系數k．當掛在彈簧下端的砝碼處于靜止狀態(tài)時，測出彈簧受到的拉力F與對應的彈簧長度L（彈簧始終在彈性限度內），列表記錄如下：
實驗次數i Fi（N） Li（cm）
1 0.49 60.20
2 0.98 61.60
3 1.47 63.05
4 1.96 64.65
5 2.45 66.10
6 2.94 67.55
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因為逐差法常用于處理自變量等間距變化的數據組，所以小組一成員用逐差法處理數據，具體如下：將表中第三列相鄰的兩項求差，得出彈簧伸長量△L=Li-Li-1每個△L都是與相同的拉力△F=0.49N相對應的伸長量，求出△L的平均值
.
△L
=
(L2-L1)+(L3-L2)+…(L6-L5)
5
=
L6-L5
5
=
67.55-60.20
5
cm=1.47cm故該彈簧的勁度系數為k=k=
△F
△L
=
0.49N
1.47cm
=0.333N/cm該成員在實驗數據處理中存在的問題是：
 
；請你用逐差法處理表格中的數據，盡量精確計算出彈簧的勁度系數k=
 
N/cm（結果保留三位有效數字）．
（2）一微安表 精英家教網的刻度盤只標注了表示量程Ig=100μA的刻度線，尚未標注其他分刻度線，如圖所2示．請用下列全部器材測量微安表精英家教網的內阻：
①圖示的待測微安表精英家教網：內阻Rg約為2kΩ
②1塊毫伏表 精英家教網：量程250mV，最小分度5mV，內阻約為1kΩ
③個滑動變阻器R1：0～50Ω
④個滑動變阻器R2：0～3kΩ
⑤1個直流電源E：電動勢E=1.5V，內阻r約為1Ω
⑥1個單刀單擲開關S，導線若干
如圖3所示，在方框內畫出測量微安表精英家教網的內阻Rg的實驗電路原理圖（原理圖中的元①要用相應的英文字母標注）．
②下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內容填寫在橫線上方：
第一步：斷開S，按電路原理圖連接器材，將兩個滑動變阻器 R1、R2的觸頭分別置于合理的位置；
第二步：閉合S，分別調節(jié)R1和R2至適當位置，
 

③用已知量和測得量的符號表示微安表精英家教網的內阻Rg=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組利用如圖1所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系．由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x=24cm，由圖中游標卡尺測得遮光條的寬度d=
 
cm．該實驗小組在做實驗時，將滑塊從圖所示位置由靜止釋放，由數字計時器（如圖2）可以讀出遮光條通過光電門1的時間△t1，遮光條通過光電門2的時間△t2，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=
 
，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=
 
，則滑塊的加速度的表達式a=
 
．（以上表達式均用字母表示）
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