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    8．为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，备有下 列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙．他们称量滑块的 质量为M、沙和小桶的总质量为m．当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态．实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是M远大于m，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是平衡摩擦力．

    分析 为使绳子拉力为合力，应先平衡摩擦力，绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足沙和沙桶总质量远小于滑块的质量．

    解答 解：根据牛顿第二定律可知当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．
    故答案为：M远大于m；平衡摩擦力．

    点评 明确实验原理是解决实验问题的关键，本实验的关键是两个问题，一个是怎样才能使滑块受到的合力是绳子的拉力，再一个是怎样才能使绳子拉力近似等于小桶的重力．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．把边长为5cm、总匝数为400匝、总电阻为2.5欧的正方形线圈放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，在0.2s时间内线圈平面从平行于磁场方向的位置转过90°，到达与磁场方向垂直的位置，那么在这段时间内感应电动势的平均值为0.5V，通过线圈的电量为0.04C．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．在点电荷Q的电场中，有一点P，与点电荷Q的距离为r；现在P点放一电量为q的试探电荷，其受到的电场力为F，则P点的电场强度为（　　）
    A．$\frac{F}{Q}$B．$\frac{F}{q}$C．k$\frac{Q}{{r}^{2}}$D．k$\frac{q}{{r}^{2}}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图甲所示为两平行金属板，板间电势差变化如乙图所示．一带电小球位于两板之间，已知小球在0～t时间内处于静止状态，在3t时刻小球恰好经过静止时的位置，整个过程带电小球没有与金属板相碰．则乙图中Ux的值为（　　）
    A．3U0B．4U0C．5U0D．6U0

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量．某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球（质量为m）运动来探究这一问题．为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，既只有弹簧弹力做功．该同学设计实验如下：
    首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d．
    在此步骤中，目的是要确定物理量弹簧的劲度系数k，用m、d、g表示为$\frac{mg}{d}$．
    接着进行如图实56乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L．
    小球的初动能Ek1=0．
    小球离开桌面的动能Ek2=$\frac{mg{L}_{\;}^{2}}{4h}$．
    弹簧对小球做的功W=$\frac{mg{x}_{\;}^{2}}{2d}$（用m、x、d、g表示）．
    对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”．

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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EK1=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，在B点的动能为EK2=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$．（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：多选题

    20．甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时（使用如图所示的装置），设小车质量和车上砝码质量之和为 M，砂及砂桶的总质量为 m，分别得出如图甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是 a-F 图线，图丁是 a-$\frac{1}{M}$图线，则下列说法中正确的是（　　）
    A．甲和乙较好地把握了实验条件 M 远大于 m
    B．丙和丁没有把握好实验条件 M 远大于 m
    C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大
    D．甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．在纸平面上有一长为h的光滑绝缘空心细管MN，管的M端内有一带正电的小球P1，在纸平面上N端的正右前方2h处有一个不带电的小球P2，开始时P1相对管静止，管水平速度v1，小球P2在纸平面上沿着以于MN延长线方向成45°角的速度v2运动．设管的质量远大于P1的质量，P1在管内的运动对管的运动的影响可以忽略（不计两小球的重力）．已知P1离开N端时相对纸面的速度大小恰好为$\sqrt{2}$v1，且在离开管后最终能与P2相碰，空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里．试求：
    （1）P1的比荷
    （2）v1和v2的比值．

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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△Ek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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