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    12．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此验证小车的运动符合动能定理．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等，组装的实验装置如图1所示．
    （1）为使细线对小车的拉力可认为是小车受到的合力，除了要让细线与长木板平行，实验中还需进行的操作步骤是将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；而实验中并没有测量力的装置，所以只能认为细线中的拉力大小等于钩码的重力，要这样认为的话，该实验必须保证的是小车质量远大于钩码质量．
    （2）如图2为某次实验打出纸带的一部分，若钩码的质量为m，小车的质量为M，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式，应为mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$．

    分析 （1）根据动能定理的实验要求可明确实验中应注意的事项；
    小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用让砂和砂桶总质量重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车加速度为a，则：绳上的力为F=Ma，对让砂和砂桶总质量来说：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用让砂和砂桶总质量的重力表示小车受到的合外力，则Ma=（M+m）a，必须要满足让砂和砂桶总质量远小于小车的总质量；
    （2）由机械能守恒定律可得出对应的表达式．

    解答 解：（1）根据步骤可知，实验中没有平衡摩擦力；故应将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；
    重物与小车一起加速运动，因此重物对小车的拉力小于重物的重力，当盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，故应保证小车质量远大于钩码质量．
    （2）A点的速度vA=$\frac{{x}_{1}}{2T}$；vB=$\frac{{x}_{2}}{2T}$；
    由动能定理可知：
    W=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$mvA2；
    解得：mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$
    故答案为：（1）将木板一端垫起使得小车在不受绳拉力时能够匀速下滑；小车质量远大于钩码质量；
    （2）mgx=$\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{8{T}^{2}}$

    点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．某医院使用的一只氧气瓶，容积为32升，在温度为27℃时，瓶内压强为150个大气压，按规定当使用17℃，压强降为10个大气压时，便应重新充气，这个医院在27℃时，平均每天要用压强为1个大气压的氧气439升，求：
    （1）这一瓶氧气在17℃、10个大气压时体积为多少？
    （2）这一瓶氧气能用多少天？
    （3）若上述氧气瓶的开关坏了，是高压氧气迅速向外喷出，当瓶内外压强相等时，才关好开关，过一段较长时间再次打开开关，这时瓶内氧气是否还会喷出？

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
    A．
    高频冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
    B．
    家用电磁炉上的锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
    C．
    金属探测器靠近金属物体时，金属内会产生涡流
    D．
    变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

    ①实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度g=9.78m/s2．
    ②如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=0.52cm； 实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为0.43m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和滑块移动的位移s（文字说明并用相应的字母表示）．
    ③本实验通过比较钩码的重力势能的减小量mgs和$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$在实验误差允许的范围内是否相等（用以上物理量符号表示），从而验证系统的机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．用如图1所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．

    ①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图2，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：不正确，应该逐渐调节木板的倾斜度，直到轻推小车，小车能沿木板作匀速直线运动．．
    ②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是图3中的C（填选项代号的字母）．
    ③图4是某同学在正确操作下获得的一条纸带，选取一段如图4所示．若所用交流电的频率为50HZ，用刻度尺量得A到B、C、D、E各点的距离依次为：6.19cm、12.89cm、20.1m和27.82cm，若该匀变速直线运动的加速度的大小为3.2m/s2，那么图中每两点中间还有1点没有画出．如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比偏大（选填：偏大、偏小或不变）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．太阳内部不断进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核是其中一种，请写出其核反应方程${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为4E3-2E1-3E2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动．若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为N1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为N2，则以下判断正确的是（　　）
    A．a1=a2B．a1＞a2C．N1=N2D．N1＜N2

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图甲所示，一质量m=2.5kg的物块在粗糙的水平地面上向右运动，当速度v0=20m/s时，施加一水平外力F，外力F随时间t的变化关系如图乙所示．外力F作用3s后撤去，规定水平向右为正方向，已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2．求：
    （1）撤去外力F时物块的速度大小；
    （2）外力F作用3s时间内物块滑行的位移和外力F对物块所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．在图甲所示的粗糙斜面上，用平行于斜面向上的拉力F拉物块，斜面和物块始终处于静止状态．若拉力F按图乙所示规律变化，下列判断正确的是（　　）
    A．地面对斜面的摩擦力逐渐减小B．地面对斜面的摩擦力逐渐增大
    C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小

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