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4.测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题.为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起.调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动.
请回答下列问题:
a.滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距;
b.滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于”).

分析 该实验的关键是明确(1)平衡摩擦力后滑块受到的拉力才为合力,以及怎样通过纸带判断滑块做匀速直线运动;(2)只有满足钩码质量远小于滑块的质量,绳子拉力才可近似等于钩码的重力.

解答 解:a.此实验平衡摩擦力后,确定滑块做匀速直线运动的依据是,看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.
b.滑块沿长木板向下做匀速直线运动,合力为零,取下细绳和钩码后,合力等于钩码的重力大小.
故答案为:等间距; 等于

点评 明确实验原理是解决实验题的关键.本实验应理解为什么挂钩码前要首先平衡摩擦力,以及为什么要求钩码质量远小于滑块的质量.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.如图甲所示是某同学探究“加速度与力的关系”的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变.

①该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=2.30mm.
②下列不必要的一项实验要求是A.
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应使细线与气垫导轨平行
③实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d.将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t.改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=$\frac{{Md}^{2}}{{2Lt}^{2}}$.

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15.某同学用如图所示装置来探究“动能定理”,得到一条如图乙所示的纸带,0点为第一个点,并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点,用毫米刻度尺测得各点到0点的距离如图,重物质量m=1.00kg.
(1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源B.
A.4~6V、50Hz交流电源    B.220V、50Hz
(2)从0点到B点,重物的重力做功W=7.78J,动能的增加量△Ek=7.59JJ(以上计算结果均保留三位有效数字)

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12.在高真空的玻璃管中,封有两个电极,当加上高电压后,会从阴极射出一束高速电子流,称为阴极射线.如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线,其电流方向如图所示.则阴极射线将会(  )
A.向上偏斜B.向下偏斜C.向纸内偏斜D.向纸外偏斜

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19.一辆汽车由静止出发,先以1m/s2的加速度做匀加速直线运动,则10s末汽车速度为10 m/s,10s内汽车通过的位移为50m.

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9.如图所示,内壁光滑的导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把0.45mol的理想气体封闭在气缸中,气体的体积为10L,NA=6×1023mol-1
(1)估算气体分子间的平均距离为3×10-9m.(结果保留1位有效数字)
(2)现用水平力作用于活塞使其向右移动,在此过程中若保持被封闭的理想气体温度不变,下列说法正确的是BC.
A.每个气体分子的速率都不变
B.气体分子平均动能不变
C.气体压强减小
D.气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现.

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16.(1)在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R,地面上的重力加速度为g,则此时人造卫星的动能等于$\frac{1}{4}$mgR;
(2)A、B两颗人造卫星绕地球做圆周运动,他们的圆轨道在同一平面内,周期分别是TA,TB,且TA>TB,从两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远至少经过的时间是$\frac{{T}_{A}{T}_{B}}{{2(T}_{A}-{T}_{B})}$.

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13.打点计时器振针打点的周期决定于(  )
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14.将一个实际运动分解为两个(不等0的)分运动时,关于合运动和分运动速度的关系,下列说法中错误的是(  )
A.最多只能有一个分速度大于合速度
B.有可能两个分速度都大于合速度
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