某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案用來‘驗證牛頓運動定律’：
（1）如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過細(xì)繩與帶夾的重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘下夾一紙帶，穿過打點計時器．調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動．
（2）如圖乙所示，保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板上靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之由靜止開始加速運動．打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A，B，C，D，E是紙帶上五個計數(shù)點．

①圖乙中滑塊下滑的加速度為
3.9m/s2
3.9m/s2
．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②若重錘質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M，重力加速度為g，則滑塊加速下滑受到的合力為
mg
mg
．
③某同學(xué)在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變滑塊所受合力，由實驗數(shù)據(jù)作出的a-F，圖象如圖丁所示，則滑塊的質(zhì)量為
2.0（1.8～2.2）
2.0（1.8～2.2）
kg．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
分析：①利用逐差法△x=at2可以求出物體的加速度大��；
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向；
③根據(jù)牛頓第二定律有mg=Ma，由此可解得滑塊的質(zhì)量．
解答：解：①利用逐差法△x=at2有：
s4-s2=2a1t2
s3-s1=2a2t2
t=2T
聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得：a=3.9m/s2．
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時，由于滑塊所受其它力不變，因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向，即滑塊所受合外力等于鉤碼的重力大�。�
故答案為：mg．
③根據(jù)牛頓第二定律有：mg=Ma，由此可解得：mg=Ma，因此有：a=
mg
M
=
F
M
，因此圖象的斜率為K=
1
M
，結(jié)合圖象求出M=2.0kg．
故答案為：①a=3.9m/s2．②mg ③2.0（1.8～2.2）．
點評：明確實驗原理是解答實驗的關(guān)鍵，如本實驗中要明確為何要帶著鉤碼讓滑塊勻速下滑．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

測量滑塊在運動過程中所受的合外力，是“探究動能定理”實驗中要解決的一個重要問題．為此，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
A．用墊塊將帶有定滑輪的長木板一端適當(dāng)墊起，
用細(xì)繩通過滑輪掛上鉤碼，如圖所示．調(diào)整斜面
的傾角，直至輕推滑塊后滑塊沿斜面向下做勻速運動；
B．保持斜面的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，
讓滑塊沿斜面向下做勻加速運動．
上述實驗方案中：
①滑塊做勻速直線運動，打點計時器在紙帶上所打出點的分布應(yīng)該是
等間距
等間距
：
②滑塊在加速下滑的過程中所受的合外力大小
小于
小于
鉤碼的重力大�。ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”）．
③若在取下細(xì)繩和鉤碼時，操作不慎使斜面的傾角變大了，而又未重新調(diào)整，繼續(xù)實驗，這樣對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響將是：滑塊在加速下滑的過程中，若以鉤碼的重力大小作為合外力的大小，則合外力對滑塊所做的功
等于
等于
滑塊動能的改變（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

測量滑塊在運動過程中所受的合外力是“探究動能定理”實驗要解決的一個重要問題．為此，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
A．實驗裝置如圖所示，一端系在滑塊上的細(xì)繩通過轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪掛上鉤碼，用墊塊將長木板固定有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；
B．保持長木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，讓滑塊沿長木板向下做勻加速直線運動．
請回答下列問題：
①滑塊做勻速直線運動時，打點計時器在紙帶上所打出點的分布應(yīng)該是
等間隔均勻分布
等間隔均勻分布
；
②滑塊在勻加速下滑過程中所受的合外力大小
等于
等于
鉤碼的重力大小（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
③假設(shè)鉤碼質(zhì)量為m，滑塊勻加速下滑的加速度為a，重力加速度為g，不計紙帶與打點計時器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M=
mg
a
mg
a
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了“探究動能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
A．第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后面連一紙帶，穿過打點計時器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動，如圖甲所示
B．第二步保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，如圖乙所示，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動．

打出的紙帶如圖丙，測得各點與O點（O點為打出的第一個點）距離如圖丙所示：
試回答下列問題：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數(shù)的時間間隔為T，根據(jù)紙帶求滑塊速度，當(dāng)打點計時器打A點時滑塊速度VA=
x2
2△t
x2
2△t
，打點計時器打B點時滑塊速度VB=
x3-x1
2△t
x3-x1
2△t

（2）已知重錘質(zhì)量m，當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣萭，若已測出滑塊沿斜面下滑的位移為x，則這一過程中，合外力對滑塊做的功的表達(dá)式W合=
mgx
mgx

（3）測出滑塊在OA、OB、OC、OD、OE段合外力對滑塊所做的功，及VA、VB、VC、VD、VE，然后以W為縱軸，以v2為橫軸建坐標(biāo)系，描點作出W-v2圖象，可知它是一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，若直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M=
2
k
2
k
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了研究自由落體的位移與時間的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗裝置，在豎直放置的立柱上端安裝一個電磁鐵，通電時小鋼球被吸在電磁鐵上；斷電時小球自由下落，計時裝置開始計時，立柱上有可移動的光電門，當(dāng)小球經(jīng)過光電門時，光電計時裝置能測出小球從初始位置到這個光電門所用的時間t，再用刻度尺測出電磁鐵到光電門的距離s，該同學(xué)利用上述裝置通過多次改變光電門的位置得到了如下一組數(shù)據(jù)：
s/m 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
t/s 0.201 0.285 0.346 0.401 0.447
 t2/s2 0.040 0.081 0.120 0.161 0.200
（1）為了能最直觀地顯示自由落體的位移與時間的關(guān)系，請幫助該同學(xué)在坐標(biāo)紙上合理建立坐標(biāo)系，并描點連線

（2）通過對該同學(xué)實驗數(shù)據(jù)的分析可知，自由落體的位移和時間的關(guān)系是：
s與t2 成正比
s與t2 成正比
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了“探究動能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
A．第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為的滑塊通過細(xì)繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動如，圖甲所示．
B．第二步保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和鉤碼，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動，打出紙帶，如圖乙所示．
打出的紙帶如圖丙：
試回答下列問題：
①已知fA=fm相鄰計數(shù)的時間間隔為ω3，根據(jù)紙帶求滑塊速度，當(dāng)打點計時器打B點時滑塊速度
vB=
x3-x1
2T
vB=
x3-x1
2T
，打c點計時器打點時滑塊速度v3
=
x4-x2
2T
=
x4-x2
2T
．
②已知重錘質(zhì)量v，當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣萭，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程
位移x
位移x
（寫出物理名稱及符號），合外力對滑塊做功的表達(dá)式
W=mgx
W=mgx
．
③測出滑塊運動段、合外力對滑塊所做的功，算出、vB、vC、vD、vE，以v2為縱軸，以W為橫軸建坐標(biāo)系，描點作出圖象，可知它是一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，若直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量
2
k
2
k
．

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同步練習(xí)冊答案