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    12．弹弓是一种兵器，也是一种儿童玩具，它由两根橡皮条和一个木叉组成．拉伸橡皮条的过程人对橡皮条做功，使其具有一定的弹性势能，放手后橡皮条的弹力做功，将储存的弹性势能转化为石子的动能，使石子以较大的速度飞出，有一定的杀伤力．试设计一个实验，求出橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力所做的功及橡皮条具有的弹性势能．（只需设计可行的方法和数据处理方式，不必求得出结论）

    分析 可利用平抛运动的知识测量出石子被橡皮条射出的速度，结合功能关系得到弹力所做的功及橡皮条具有的弹性势能．

    解答 解：设计了如图所示的实验装置．在离地面高度为h的位置用橡皮条将石子水平射出，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s．
    测出石子的质量m．由平抛运动的规律得：
       h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
       x=v0t
    解得 v0=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
    由功能关系可得：弹力所做的功等于橡皮条具有的弹性势能，即有 W=Ep=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
    联立解得 W=Ep=$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$
    重复多次，测出弹力所做的功的平均值和橡皮条具有的弹性势能的平均值，作为测量结果．

    点评 解决本题实验设计的问题，关键要把握实验原理，本题借助于平抛运动以及数学推导出弹性势能和弹性形变量之间的关系是关键．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．如图所示，放在匀强磁场中的通电直导线，均与磁场方向垂直，图中分别标明了电流I、磁感应强度B和安培力F的方向，其中正确的是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

    （1）如图2为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是1.59m/s2．（结果保留两位小数）
    （2）以下措施正确的是BC（填入相应的字母，多选少选均不得分）
    A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
    B．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力
    C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
    D．实验时，先放开小车，后接通电源
    （3）当M与m的关系满足M＞＞m时，才可认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （4）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与$\frac{1}{M}$的图象．
    （5）如图3，甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是平衡摩擦力时木板倾角过大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    20．某物体质量为2kg，受力F1、F2的作用，大小分别为6N、8N，则加速度a的取值范围为1m/s2～7m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    7．某物理兴趣小组采用如图所示的装置研究平抛运动．质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．A球落到地面N点处，B球落到地面P点处．测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是0.5s，A球落地时的动能是0.66J（答案保留2位有效数字），此实验还可以验证平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动．（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    17．某电解池中，若2s内各有1.0×1019个2价正离子和2.0×1019个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是3.2A．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    4．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示．在小车质量M未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．

    （1）如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点．该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ，测出BD间的距离为SⅡ．a可用SⅠ、SⅡ和△t（打点的时间间隔）表示为a=$\frac{{S}_{Ⅱ}^{\;}-{S}_{Ⅰ}^{\;}}{2（△t）_{\;}^{2}}$．
    （2）图3为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为$\frac{1}{k}$，小车的质量为$\frac{b}{k}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．一质点作匀加速直线运动，加速度为2m/s2，那么在任意1s时间内（　　）
    A．质点的末速度一定等于初速度的2倍
    B．质点的末速度一定比初速度大2m/s
    C．第ns的初速度一定比（n-1）s的末速度大2m/s
    D．第ns的初速度一定比（n-1）s的初速度大2m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．如图所示，一根长L=0.8m不可伸长的轻质细绳，一端系一质量m=0.1kg的小球，另一端固定在O点．现将小球拉到与O点等高的位置A，细绳处于拉直状态，由静止释放，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，小球到达最低点B时，求：
    （1）小球速度大小；
    （2）细绳对小球拉力的大小．

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