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20.某實驗小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功,裝置如圖1所示,一木塊放在粗糙的水平長木板上,左側栓有一細線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接,木塊右側與穿過打點計時器的紙帶相連,長木板固定在水平實驗臺上.實驗時,木塊在重物牽引下向右運動,重物落地后,木塊繼續(xù)向左做勻減速運動,圖2給出了重物落地后打點計時器打出的紙帶,系列小黑點是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.打點計時器所用交流電頻率為50Hz,不計紙帶與木塊間的作用力.

(1)可以判斷紙帶的右(左或右)端與木塊連接.
(2)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算打點計時器在打下A點和B點時木塊的速度:vA=0.72m/s,vB=0.97m/s.(結果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB,還需要的實驗器材是G、H,還應測量的物理量是B.(填入所選實驗器材和物理量前的字母)
A.木板的長度l         B.木塊的質量m1          C.木板的質量m2
D.重物質量m3          E.木塊運動的時間t        F.AB段的距離lAB
G.天平                H.刻度尺                J.彈簧秤
(4)在AB段,木板對木塊的摩擦力所做的功的關系式WAB=12m1v2A12m1v2B.(用vA、vB和第(3)問中測得的物理量的字母表示)

分析 (1)重物落地后,木塊由于慣性繼續(xù)前進,做勻減速直線運動,相鄰計數(shù)點間的距離逐漸減��;
(2)紙帶上某點的瞬時速度等于該點前后相鄰兩個點間的平均速度;
(3)克服摩擦力做的功等于動能的減小量,故需要天平測量質量;
(4)由動能定理可以求出木板對木塊的摩擦力所做的功.

解答 解:(1)重物落地后,木塊由于慣性繼續(xù)前進,做勻減速直線運動,相鄰計數(shù)點間的距離逐漸減小,故紙帶向右運動,故其右端連著小木塊;
(2)計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s,
紙帶上某點的瞬時速度等于該點前后相鄰兩個點間的平均速度,
打A點時的速度為:vA=0.0684+0.07480.2=0.72 m/s,
打B點時的速度為:vB=0.0941+0.10060.2=0.97 m/s.
(3)木塊在運動過程中,克服摩擦力做的功等于木塊動能的減小量,由動能定理得:木塊克服摩擦力做的功為:
Wf=12mv22-12mv12,
因此實驗過程中還需要用天平測出木塊的質量m1,用刻度尺測量長度,因此需要的實驗器材是G、H,需要測量的量是B.
(3)在AB段對木塊,由動能定理得:
-WAB=12m1vB2-12m1vA2,
因此在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功的關系式有:
WAB=12m1vA2-12m1vB2
故答案為:(1)右;(2)0.72,0.97;
(3)G、H,B;(4)12m1v2A12m1v2B

點評 本題關鍵要明確實驗的原理和實驗的具體操作步驟,然后結合勻變速直線運動的規(guī)律和動能定理進行分析判斷.

練習冊系列答案
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(1)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù);
(2)0~8s內(nèi)物體機械能的增量;
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A.力一定發(fā)生在相互接觸的兩個物體之間
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(1)如果沒有操作失誤,圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是F′.
(2)(多選)下列必要的幾項實驗要求是ABC.(填寫選項前對應的字母)
A.彈簧測力計應在使用前校零
B.細線方向應與木板平面平行
C.改用一個彈簧測力計拉橡皮條時,必須使結點與位置O重合
D.改用一個彈簧測力計拉橡皮條時,不必使結點與位置O重合
(3)如圖丙,若在某次實驗時保持結點與位置O重合及F1方向不變的條件下,將F2從圖示方向(與OA垂直)開始逐漸減小其與F1的夾角,則關于F1和F2的變化情況,下列說法正確的一項是D.(填寫選項前對應的字母)
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12.實驗題:2015年5月19日,被稱為人類文明奇跡的瑪雅文明慢慢出現(xiàn)在人們的視野.瑪雅文明是至今未解的十二大謎團之一.現(xiàn)有不少科學家在瑪雅文化發(fā)祥地進行探索和研究,發(fā)現(xiàn)了一些散落在平整山坡上非常規(guī)則的不明圓柱體,有科學家認為是外星人帶著瑪雅人離開時留下的.科學家為研究其性質做了以下實驗,請根據(jù)實驗情況回答以下問題.
Ⅰ.對其力學性質進行研究
下表為其形變量x與所施加拉力F關系的實驗數(shù)據(jù)
  F/N0.524.5812.518
X/mm123456
(1)試猜想此不明圓柱體施加拉力F與其形變量x的關系F=12x2
(2)如果想要驗證猜想是否正確,應該畫出下列哪種圖象最能直觀準確的表示兩者之間的關系B
A.F-x圖象      B.F-x2圖象       C.F2-x圖象       D.F2-x2圖象
Ⅱ.對其電學性質進行研究.
(1)①用螺旋測微器測量其直徑,結果如圖1所示,則其直徑為11.700mm.
②用多用電表電壓檔測量其兩端無電壓
③用多用電表歐姆檔粗略測量其電阻為1500Ω
④為精確測量其電阻值,現(xiàn)有以下器材:
A.直流毫安表A1(量程0-2mA,內(nèi)阻約為5Ω)
B.直流電流表A2,(量程0-3A,內(nèi)阻約為0.5Ω)
C.直流電壓表V1(量程0-15V,內(nèi)阻25kΩ)
D.直流電壓表V2(量程0-3V,內(nèi)阻5kΩ)
E.直流電源E(輸出電壓3V,內(nèi)阻可不計)
F.滑動變阻器R(0-15Ω,允許最大電流10A)
G.電鍵一只,導線若干.

根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求,在圖2方框1中畫出實驗電路圖,并標明儀器名稱符號.
(2)實驗發(fā)現(xiàn)這個圓柱體還有一個特點:在強磁場下用多用電表電壓檔測量發(fā)現(xiàn)有電壓,當磁感應強度分別為1T、2T、3T時,其作為電源的U-I特性曲線分別為圖3圖線甲、乙、丙所示.
①請在圖4方框2中畫出測量其電源U-I特性的電路圖.
②按照這種規(guī)律,要使標有“100V,100W”的燈泡正常發(fā)光,需要把圓柱體放在磁感應強度至少為11T的磁場中.

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9.如圖甲所示,一條電場線與Ox軸重合,取O點電勢為零,Ox方向上各點的電勢φ隨x變化的情況如圖乙所示.若在O點由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的作用,則( �。� 
A.電子一直沿Ox負方向運動B.電子運動的加速度逐漸增大
C.電場力一直做正功D.電子的電勢能逐漸增大

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10.下列各式中和B=FIL 中B的定義方法一樣的是(  )
A.a=vtB.μ=FfFNC.R=LsρD.C=QU

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