现要用如图所示的实验装置探究“动能定理 :一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门.其中光电门乙固定在斜面上.光电门甲的位置可移动．不可伸长的细线一端固定在带有遮光片的滑块上.另一端通过光滑定滑轮与重物相连.细线与斜面平行．当滑块沿斜面下滑时.与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t.从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v．� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

3．

现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动．不可伸长的细线一端固定在带有遮光片（宽度为d）的滑块上，另一端通过光滑定滑轮与重物相连，细线与斜面平行（通过滑轮调节）．当滑块沿斜面下滑时，与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t，从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v．改变光电门甲的位置，重复实验，比较外力所做的功W与系统动能的增量△E_k的关系，即可达到实验目的．
主要实验步骤如下：
（1）调节斜面的倾角θ，用以平衡滑块的摩擦力．将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块，使之运动．可以通过遮光片经过两光电门的时间是否相等判断滑块是否正好做匀速运动；
（2）按设计的方法安装好实验器材．将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门甲、乙时，遮光片挡光的时间分别t₁和t₂，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为$\frac{d}{{t}_{1}}$和$\frac{d}{{t}_{2}}$；
（3）用天平测出滑块（含遮光片）的质量M及重物的质量m，用米尺测出两光电门间的距离s，比较mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{1}}$）²，的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量．

分析（1）恰好平衡摩擦力滑块匀速运动时遮光片经过光电门的时间相等．
（2）已知时间与遮光片的宽度应用速度公式可以求出遮光片经过光电门时的平均速度，把该平均速度作为滑块的速度．
（3）应用功的计算公式与动能的计算公式分析答题．

解答解：（1）滑块匀速运动时，遮光片经过两光电门的时间相等；
（2）遮光片宽度d很小，可认为其平均速度与滑块通过该位置时的瞬时速度相等，故滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为：v₁=$\frac{d}{{t}_{1}}$、v₂=$\frac{d}{{t}_{2}}$；
（3）比较外力做功W=mgs及系统动能的增量△E_K=$\frac{1}{2}$（M+m）v₂²-$\frac{1}{2}$（M+m）v₁²=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{1}}$）²，是否相等，即可探究“动能定理”．
故答案为：（1）遮光片经过两光电门的时间是否相等；（2）$\frac{d}{{t}_{1}}$；$\frac{d}{{t}_{2}}$；（3）mgs；$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{1}}$）²．

点评本题考查了实验操作与实验数据处理，遮光片的宽度很小，可以用遮光片经过光电门时的平均速度作为滑块的瞬时速度，遮光片越窄，平均速度越接近瞬时速度．

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科目：高中物理 来源： 题型：实验题

13．

某同学通过实验探究动能定理，装置如图所示．
在一倾斜的气势导轨固定在水平面上，已测得导轨总长为L，斜面高h，气势导轨A、B两点各有一个光电门，一带条形遮光片的滑块，已知其质量为M，用一根细绳跨过光滑定滑轮，将滑块与质量为m的钩码相连；现测得遮光条的宽度为d，A点到B点的距离为s，可以认为遮光片通过光电门的平均速度看作通过该位置的瞬时速度，待钩码静止时，将滑块由静止从斜面顶端释放，滑块通过光电门A的时间为t₁，通过光电门B的时间为t₂．用g表示重力加速度．
（1）则在滑块下滑过程中，滑块在A点的动能为E_K1=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，在B点的动能为E_K2=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$．（用题中字母表示）
（2）当实验中满足条件M＞＞m时，可以认为滑块受的合理为$mg+Mg\frac{h}{L}$，则滑块从A运动到B的过程中，合力对滑块做的功为W=$（m+M\frac{h}{L}）gs$．（用题中字母表示）
（3）如果试验中$（m+M\frac{h}{L}）gs$=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，则验证了动能定理．（用题中字母表示）

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科目：高中物理 来源： 题型：实验题

14．如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．
（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋时，使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力．下面操作正确的是D．
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，轻推一下能够匀速下滑即可
（2）关于本实验的操作，下列叙述正确的是CD．
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．实验时，应使小车靠近打点计时器并由静止释放
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（3）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的．如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带，其中每两个计数点间还有一个点未标出．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s．为了测量小车获得的速度，应选图2中的CD段（填AB或CD）来计算小车的速度v₀．

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科目：高中物理 来源： 题型：计算题

11．

空气中的颗粒物对人体健康有重要影响．有人利用除尘器对空气除尘，除尘器主要由过滤器、离子发生器（使颗粒物带电）、集尘器组成．如图所示为集尘器的截面图，间距为d的上、下两板与直流电源相连，CD为匀强磁场的左边界，磁场的方向垂直纸面向里．质量均为m、带相等电荷量分布均匀的颗粒物，以水平速度v₀进入集尘器，调节电源电压至U，颗粒物在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，再进入电场、磁场共存区域后颗粒物偏转碰到下板后其电量消失，同时被收集，设重力加速度为g，不计颗粒物之间的相互作用．
（1）判断颗粒物所带电荷的种类，并求其电荷量q；
（2）从C点靠近上板下表面的颗粒物进人电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．求磁感应强度B₁的大小；
（3）若收集点埘向左移动至N点（图中未标出），且满足∠DCN=30°，调整磁感应强度的大小至B，可以使从C点靠近上板下表面的颗粒物，汇集于N点，再改变磁场区域形状大小，可以使所有颗粒物都能汇集于N点便于收集，假设C点是该区域匀强磁场边界上的点，求此区域磁感应强度B₂的大小和匀强磁场区域的最小面积S．

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科目：高中物理 来源： 题型：实验题

18．

现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动．不可伸长的细线一端固定在带有遮光片（宽度为d）的滑块上，另一端通过光滑定滑轮与重物相连，细线与斜面平行（通过滑轮调节）．当滑块沿斜面下滑时，与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t，从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v．改变光电门甲的位置，重复实验，比较外力所做的功W与系统动能的增量△E_k的关系，即可达到实验目的．
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（1）调节斜面的倾角θ，用以平衡滑块的摩擦力．将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块，使之运动．可以通过遮光片经过两光电门的时间是否相等判断滑块是否正好做匀速运动；
（2）按设计的方法安装好实验器材．将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门甲、乙时，遮光片挡光的时间分别t₁和t₂，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为$\frac{d}{{t}_{1}}$和$\frac{d}{{t}_{2}}$；
（3）用天平测出滑块（含遮光片）的质量M及重物的质量m，用米尺测出两光电门间的距离x，比较mgx和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{{t}_{1}}$）²的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量．

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科目：高中物理 来源： 题型：实验题

8．某学习小组探究”合力做功和物体速度变化的关系“的实验如图1所示，图1中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条…，n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致（与第1次实验时弹簧伸长的长度相同）．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出：

（1）除了图1中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源（填“交流”或“直流”）．
（2）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，如图2所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GK　部分进行测量．打点间隔为0.02s，则小车的最大速度v=0.66　m/s　（保留两位有效数字）．

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科目：高中物理 来源： 题型：计算题

15．

如图所示，一个带正电、电荷量为q、质量为m的小球，以大小为v0的竖直向上的初速度，从平行板电容器的两板正中央O点进入场强为E的匀强电场中，恰好垂直打在M板的N点，已知OM=MN，则小球到达N点的速率和两板间的电势差为多少？

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科目：高中物理 来源： 题型：解答题

12．

如图甲所示，光滑的水平地面上放有一质量为M、长为L=4.0m的木板．从t=0时刻开始，质量为m=1.0kg的物块以初速度v₀=6m/s从左侧滑上木板，同时在木板上施以水平向右的恒力F=7.0N．已知开始运动后第1s内两物体的图线如图乙所示，物块可视为质点．g=10m/s²．求：
（1）物块与木板间的动摩擦因数；
（2）木板的质量M；
（3）t=2s时，物体离木板左端的距离．

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科目：高中物理 来源： 题型：选择题

13．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s²，则汽车刹车前的速度大小为（　　）

A．

7 m/s

B．

10 m/s

C．

14 m/s

D．

20 m/s

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