17.某興趣小組利用如圖所示的裝置來
“探究合外力的功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”.他們通過改變光電門的位置和懸掛物的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),采集多組數(shù)據(jù).已知將此裝置平衡摩擦后,小車總是由同一位置自由釋放,小車上方固定一寬度為d的擋光板.
  ①下列關(guān)于操作中的說法,正確的是BCD.
    A.調(diào)整軌道的傾角至合適位置的標(biāo)志是:懸掛物連帶小車在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)
    B.實(shí)驗(yàn)時(shí),使懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,就可以近似認(rèn)為懸掛物的重力等于小車所受拉力
    C.實(shí)驗(yàn)時(shí),務(wù)必先接通光電門,待其正常工作后,再釋放小車
    D.多次實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要讓小車由靜止釋放
②本小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中有不同操作和數(shù)據(jù)處理方式,你認(rèn)為合理的說法是BD.
    A.甲同學(xué)把小車的末速度(v)作為橫坐標(biāo),拉力對(duì)小車做的功(W)作為縱坐標(biāo),人為畫出該圖線后再分析得出結(jié)論; 
    B.乙同學(xué)保持懸掛物的質(zhì)量不變,以小車的位移(x)作為縱坐標(biāo),以小車的末速度的平方(v2)作為橫坐標(biāo),人為作出圖線后能得出結(jié)論;
    C.丙同學(xué)保持小車的位移不變,以懸掛物的質(zhì)量(m′)為縱坐標(biāo),以小車的末速度的倒數(shù)($\frac{1}{v}$)作為橫坐標(biāo),人為作出圖線后能得出結(jié)論;
    D.丁同學(xué)保持小車的位移不變,以懸掛物的質(zhì)量(m′)為縱坐標(biāo),以小車和懸掛物的獲得的總動(dòng)能($\frac{1}{2}$(m+m′)v2)作為橫坐標(biāo),人為作出圖線后能得出結(jié)論.
    ③戊同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.他把小車和懸掛物作為研究對(duì)象,懸掛物的重力作為合力,計(jì)算出的結(jié)果始終是:懸掛物重力做的功小于小車和懸掛物整體動(dòng)能的增量,即沒能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量”,你認(rèn)為導(dǎo)致此結(jié)果的主要原因是小車前端到光電門的感光點(diǎn)之間的距離x小于小車從開始運(yùn)動(dòng)到擋光板通過光電門的感光點(diǎn)獲得瞬時(shí)速度的位移.

分析 ①根據(jù)平衡摩擦力的原理可知,平衡摩擦力時(shí)不能掛重物,只有當(dāng)懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí),才能用重力的重力代替繩子的拉力,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通光電門,再釋放小車;
②分別對(duì)小車和小車、重物組成的系統(tǒng),應(yīng)用動(dòng)能定理列式分析,作圖時(shí)要作直線圖象,只有過原點(diǎn)的直線圖象才能得出成正比的關(guān)系;
③實(shí)驗(yàn)時(shí),小車前端到光電門的感光點(diǎn)之間的距離x小于小車從開始運(yùn)動(dòng)到擋光板通過光電門的感光點(diǎn)的位移,導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)誤差.

解答 解:①A、調(diào)整軌道的傾角至合適位置的標(biāo)志是:小車在不懸掛重物的情況下,在軌道上勻速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、為了使輕繩的拉力可以近似認(rèn)為等于重物的重力,則要求懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故B正確;
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通光電門,待其正常工作后,再釋放小車,故C正確;
D、多次實(shí)驗(yàn)時(shí),要讓小車由靜止釋放,否則不能求出動(dòng)能的變化量,故D正確.
故選:BCD
②A、對(duì)小車,根據(jù)動(dòng)能定理得:W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,應(yīng)把小車的末速度的平方(v2)作為橫坐標(biāo),拉力對(duì)小車做的功(W)作為縱坐標(biāo),作出的圖象為直線,進(jìn)而分析得出結(jié)論,故A錯(cuò)誤;
B、對(duì)小車和重物組成的系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)能定理得:m′gx=$\frac{1}{2}(m+m′){v}^{2}$,保持懸掛物的質(zhì)量不變,應(yīng)以小車的位移(x)作為縱坐標(biāo),以小車的末速度的平方(v2)作為橫坐標(biāo),作出的圖象為直線,進(jìn)而分析得出結(jié)論,故B正確;
C、對(duì)小車和重物組成的系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)能定理得:m′gx=$\frac{1}{2}(m+m′){v}^{2}$,保持小車的位移不變,以懸掛物的質(zhì)量(m′)為縱坐標(biāo),以小車和懸掛物的獲得的總動(dòng)能($\frac{1}{2}$(m+m′)v2)作為橫坐標(biāo),作出的圖象為直線,進(jìn)而分析得出結(jié)論,故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:BD
③由于小車前端到光電門的感光點(diǎn)之間的距離x小于小車從開始運(yùn)動(dòng)到擋光板通過光電門的感光點(diǎn)獲得瞬時(shí)速度的位移,所以懸掛物重力做的功小于小車和懸掛物整體動(dòng)能的增量.
故答案為:①BCD;②BD;③小車前端到光電門的感光點(diǎn)之間的距離x小于小車從開始運(yùn)動(dòng)到擋光板通過光電門的感光點(diǎn)獲得瞬時(shí)速度的位移.

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理,同時(shí)熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題,知道實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先平衡摩擦力,明確只有當(dāng)懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí),才能用重力的重力代替繩子的拉力,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.可以定點(diǎn)在相對(duì)地面靜止的同步軌道上
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5.下列說法中正確的是(  )
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E.懸浮在液體中的微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯

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12.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖a所示的電路.該電路既能測(cè)繪小燈泡的伏安曲線,又能測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.
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(2)若用圖a電路測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線,得到圖b中圖線1所示,S2處于閉合(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),滑動(dòng)端P向右滑動(dòng)時(shí)小燈泡電壓將減。ㄟx填“增大”或“減小”).
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(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是C.
A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)

(2)某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí),不慎使長(zhǎng)木板傾角偏大.則他所得到的a-F關(guān)系應(yīng)該是圖2中的哪根圖線?答:C(圖中a是小車的加速度,F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力).
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