某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究物體加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系．實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．小車的質(zhì)量為200g．
（1）實驗前，應(yīng)將木板的一端墊起以平衡摩擦力，平衡摩擦力的目的是
為了平衡摩擦力
為了平衡摩擦力
．

（2）同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶（如圖2）做分析，并選取了其中一段AC，相鄰兩點間的時間間隔為T．測量AB、BC間距離分別為x1、x2．則B點的瞬時速度vB=
x1+x2
4T
x1+x2
4T
，小車的加速度為
x2-x1
(2T)2
x2-x1
(2T)2
．（用已知量表示）
（3）甲、乙兩個同學(xué)在同一組做實驗，甲同學(xué)認為往砝碼盤加10g砝碼比較合適，而乙同學(xué)認為加100g比較合適．你認為他們兩人做法哪一個更好？設(shè)小車質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤質(zhì)量為m，請定量分析說明．
分析：1、小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，使小車在不受拉力作用時做勻速直線運動時，沒有拉力的合力為0，重力的下滑力等于摩擦力；
2、勻變速直線運動在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，即△x=aT2；在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，根據(jù)這兩個推論求出瞬時速度和加速度．
解答：解：（1）小車受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑力平衡摩擦力．
（2）根據(jù)在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得
vB=
XAC
tAC
=
x1+x2
4T

根據(jù)△x=at2得
a=
XBC-XAB
t2
=
x2-x1
(2T)2

（3）以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=
mg
M+m

以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=
mg
1+
m
M

顯然要有F=mg，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
所以甲同學(xué)做法比較合適．
故答案為：（1）為了平衡摩擦力；
（2）
x1+x2
4T
，
x2-x1
(2T)2
；
（3）甲同學(xué)做法比較合適．
點評：本題考查了實驗注意事項、求瞬時速度與加速度問題，掌握基礎(chǔ)知識、應(yīng)用勻變速運動的推論即可正確解題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

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(guān)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?yán)娇拷螯c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(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系．
如圖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是紙帶上的三個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)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(jié)果保留兩位有效數(shù)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為W1，則當(dāng)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、W1表示）

（3）實驗中，該小組同學(xué)畫出小車位移x與速率v的關(guān)系圖象如圖3所示．根據(jù)該圖線形狀，某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是
AC
AC
．
A．W∝v    B．W∝v2     C．W∝
1
v
      D．W∝v3．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究“動能定理”，小車內(nèi)可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50Hz．

（1）實驗的部分步驟如下，請將步驟②補充完整．                                                         
測量點 s/cm  v/（m?s-1）
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C    
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
①在小車內(nèi)放人砝碼，把紙帶穿過打點計時器限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點計時器附近，先
接通電源
接通電源
再
釋放小車
釋放小車
，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，關(guān)閉電源；
③改變鉤碼或小車內(nèi)砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作，
（2）圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到0點的距離s及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v（見表1），請將C點的測量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置．
（3）實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v2=（v2-v20），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是
△v
2
 
與位移s成正比
△v
2
 
與位移s成正比
要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和
小車質(zhì)量M
小車質(zhì)量M
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．
（1）實驗中木板略微傾斜，這樣做
CD
CD
；
A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．是為了增大小車下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
（2）實驗中，打點計時器使用的交流電頻率為50Hz．某同學(xué)打出的一段紙帶如圖2所示，則小車勻速運動時的速度大小為
2
2
m/s．（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中，某實驗小組采用如圖1所示裝置，由重物通過滑輪牽引小車，利用打點計時器記錄小車從靜止釋放后的運動情況，把重物重力的大小作為對小車的合力大小，合力對小車做的功記為W，對應(yīng)的小車末速度記為v
（1）實驗前是否需要平衡摩擦力？
是
是
（填“是”或“否”）．重物的質(zhì)量m和小車質(zhì)量M之間必須滿足的關(guān)系是
m遠小于M
m遠小于M
．
（2）要計算功W，實驗中要測量的物理量有
重物的質(zhì)量（或重力）
重物的質(zhì)量（或重力）
、
小車運動的距離
小車運動的距離

（3）本實驗中正確操作可能得到的紙帶是兔圖2所示的4條紙帶的哪一條？
D
D

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，
（1）下列敘述正確的是
 

A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實驗中，橡皮拉伸的長度沒有必要保持一致
C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平
D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
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（2）實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖2所示的紙帶．這條紙帶上的點距并不均勻，下列說法正確的是
 

A．紙帶的左端是與小車相連的
B．紙帶的右端是與小車相連的
C．利用E、F、G、H、I、J這些點之間的距離來確定小車的速度
D．利用A、B、C、D這些點之間的距離來確定小車的速度
（3）實驗中木板略微傾斜，這樣做
 
；
A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．是為了增大小車下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
（4）若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W-v圖象如圖3所示，根據(jù)圖線形狀，可知對W與v的關(guān)系符合實際的是圖3中的
 
．

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