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    1．如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
    （1）实验时，该同学进行了如下操作：
    ①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出挡光片的中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
    ②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
    ③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．
    （2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$ （已知重力加速度为g）．
    （3）引起该实验系统误差的原因有绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等（写一条即可）．
    （4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：
    ①写出a与m之间的关系式：a=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$（还要用到M和g）．
    ②a的值会趋于重力加速度g．

    分析 根据系统机械能守恒，得出系统重力势能的减小量和系统动能的增加量，根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度求出系统末动能．
    对系统研究，根据牛顿第二定律求出加速度与m的关系式，通过关系式分析，m增大，a趋向于何值．

    解答 解：（1、2）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：v=$\frac{d}{△t}$，
    则系统重力势能的减小量△Ep=mgh，系统动能的增加量为：$△{E}_{K}=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}=\frac{1}{2}（2M+m）（{\frac{d}{△t}）}^{2}$，
    若系统机械能守恒，则有：mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$．
    （3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等．
    （4）根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统加速度为：a=$\frac{mg}{2M+m}$=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$，当m不断增大，则a趋向于g．
    故答案为：（1）①挡光片的中心；（2）mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$；（3）绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等；（4）①a=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$；②重力加速度．

    点评 解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法；正确应用牛顿第二定律的进行分析求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．水平面上有电阻不计的U形导轨MNPQ，宽度为L，N和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直导轨放置质量为m、电阻为R的金属棒ab，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，并加范围较大的、磁感应强度大小为B匀强磁场，磁场方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示．求：
    （1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
    （2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
    （3）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒恰好处于静止状态，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋轻放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）
    A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，可能小，也可能相等
    B．粮袋开始运动的加速度为g（sinθ-μcosθ）
    C．若μ＜tanθ，则粮袋从A到B一定一直做加速运动
    D．不论μ大小如何，粮袋从A到B可能一直匀加速运动，且a＞gsinθ

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．有关电势差和电动势的说法中正确的是（　　）
    A．电势差和电动势的单位都是伏特，所以电动势与电势差是同一物理量的不同说法
    B．电动势公式E=$\frac{W}{q}$中的W与电势差U=$\frac{W}{q}$中的W是一样的，都是电场力做的功
    C．电路中路端电压始终等于电源的电动势
    D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同地点（足够高）处同时由静止释放，两球下路过程所受空气阻力大小f仅与球的速率的平方v2成正比，即f=kv2（k为正的常量）．两球的v2-h（h为下落高度）图象如图所示．落地前，经下落h0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2．则下列判断正确的是（　　）
    A．释放瞬间甲球加速度较大B．$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$=$\frac{{{v}_{2}}^{2}}{{{v}_{1}}^{2}}$
    C．甲球质量小于乙球D．下落相等高度甲球先到达

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．如图所示，垂直纸面的两平行金属板M、N之间加有电压，M板上O1处有一粒子源，可不断产生初速度为零的带正电粒子，粒子电荷量为q，质量为m，N板右侧是一半径为R的接地金属圆筒，圆筒垂直于纸面且可绕中心轴逆时针转动．O2为N板上正对O1的小孔，O3、O4为圆筒某一直径两端的小孔，开始时O1、O2、O3、O4在同一水平线上．在圆简上方垂直纸面放置一荧光屏，荧光屏与直线O1O2平行，圆筒转轴到荧光屏的距离OP=3R．不计粒子重力及粒子间相互作用．
    （1）若圆筒静止且圆筒内不加磁场，粒子通过圆筒的时间为t，求金属板MN上所加电压U；
    （2）若圆筒内加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆筒绕中心轴以某一角速度逆时针方向匀速转动，调节MN间的电压使粒子持续不断地以不同速度从小孔O2射出电场，经足够长的时间，有的粒子打到圆筒上被吸收，有的通过圆筒打到荧光屏上产生亮斑．如果在荧光屏PQ范围内的任意位置均会出现亮斑，PQ=$\sqrt{3}$R．求粒子到达荧光屏时的速度大小v的范围；
    （3）在第（2）问情境中，若要使进入圆筒的粒子均能从圆筒射出来，求圆筒转动的角速度ω．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
    （1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的BD（填字母代号）
    A．将橡皮条拉伸相同长度即可
    B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
    C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
    D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
    （2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是BD（填字母代号）．
    A．两细绳必须等长
    B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
    C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
    D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
    （3）在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有D．
    A．将打点计时器固定在靠近滑轮端，并接好电源
    B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
    C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
    D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．在做《验证力的平行四边形定则》实验时，所需的器材除了木板、白纸、细线、刻度尺和图钉外，还应有的器材是B 和D．
    A．天平        
    B．橡皮条          
    C．打点计时器       
    D．弹簧秤．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，人和木板受到的重力分别为400N和100N，人用力拉绳子使人和木板一起匀速前进，已知人与木板间的静摩擦力为70N，则木板与地面间的动摩擦因数为0.28．

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