利用下图的实验装置，探究外力做功与小球动能变化的定量关系。小球在重力作用下从开始自由下落至光电门，某同学实验如下：A．用天平测定小球的质量为0.10kg；B．

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利用下图的实验装置，探究外力做功与小球动能变化的定量关系。小球在重力作用下从开始自由下落至光电门，某同学实验如下：

A．用天平测定小球的质量为0.10kg；

B．用游标卡尺测出小球的直径如上图乙所示

C．用直尺测出电磁铁下端到光电门的距离为81.6cm；（光电门处可看成一几何点）

D．电磁铁先通电，让小球吸在电磁铁下端

E.让电磁铁断电，小球自由下落。
F.在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为3.00×10^－3s。
回答下列问题：（g取10m/s²，计算结果保留三位有效数字）
①小球的直径为     cm，
②小球经过光电门时的平均速度     m/s,其对应的动能为       J
③在本实验中小球重力做功应该取下落的高度为    cm, 其对应的重力做功为       J
④试根据以上的数据得出本实验的结论：                            。

答案

（1） ①1.20（2分） ② 4.00m/s（2分） 0.800（1分） ③ 81.0（2分） 0.810（1分）
④在误差范围内外力做功与动能变化量相等（1分）

解析

试题分析：（1）由图可得小球的直径为1.20cm，（2）平均速度v=s/t=1.20×10^-2/（3.00×10^-3）=4.00m/s，动能

=0.800J，（3）小球下落的高度为h=81.6-1.20/2=81.0cm，其对应的重力做功为W=mgh=0.810J，
由上面的计算可知，结论为在误差范围内外力做功与动能变化量相等

举一反三

（10分）用木板、白纸、图钉、一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧、两个弹簧秤（单位：N）、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验，实验过程如下：
①在水平木板上铺白纸，把弹簧的一端固定在O点，过O画一条标记线OD，弹簧的另一端拴两条细绳套；用两把弹簧秤互成角度拉细绳套，使弹簧的另一端沿OD拉至C点，如图甲所示．用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向，记录两弹簧秤的读数分别为F_A与F_B，其中B弹簧称的读数F_B= N；用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm，通过计算得出弹簧的拉力F= N；可以判断F_A与F_B互成的角度为．
②根据力的图示，作出F_A和F_B，如图乙所示．请你根据力的图示，在图乙中作出F_A与F_B的合力F′．
③比较力F′与F的大小和方向，得出的结论是：在实验误差范围内，　　　　　．

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（10分）在探究功与速度变化关系的实验中，某同学设计了如下实验。
如图所示，将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一个光电门，让小滑块由静止从木板h高处（从光电门所在平面算起"）‘自由滑下至光电门时，读出滑块上的挡光板经过光电门的时间t，从而算出小滑块经过光电门时的速度v，多次改变滑块的下滑高度h
（斜面的倾角不变），对应计算得到的速度值记录在表中：

（1）用游标卡尺测量滑块上挡光板的宽度d，示数如图所示，则挡光板的宽度d= mm。

（2）在本实验操作的过程中，是否需要平衡小滑块的摩擦力      （填“要”或“不要”）。
（3）要得到此过程中功与速度变化的线性关系，该同学建立了纵轴表示h的坐标系，你认为坐标系的横轴应该表示           。
（4）重力加速度g取10 m/s²，测得木板与水平桌面的夹角为45°，请根据表格中最后一组数据算出滑块与木板间的动摩擦因数为          。

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（10分）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验，如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下：

a．按图把实验器材安装好，不挂砂桶，反复移动木板下的垫木直到小车做匀速
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶，并在砂桶中放入10枚回形针（经测量每枚回形针的质量为m₀=0.5g），接通电源，放在小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，并在纸带上写上编号；
c．保持小车的质量M不变，多次改变砂桶中钓的回形针的数量n，再重复步骤b；
d．算出每条纸带对应的加速度的值；并记入下表中
e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示回形针的枚数n，根据表中数据作出a－n图线。

（1）如图所示为n=30时实验得到的纸带，这位同学已算出打点计时器打下计数点“l” 时纸带的速度为v_l=0．54 m/s，请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v₃=      m/s，表中第3次实验时小车运动的加速度大小为       m/s²。（均保留2位有效数字）。
（2）根据上表已描出部分数据点，请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。
（3）若作出的a－n图线的斜率为k，纵坐标轴上的截距为b，则可求得小车的质量为        ；砂桶的质量为          （结果用k、b及m₀等字母表示）。

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（8分）用如图实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁=" 50g" 、m₂="150g" ，则（计算结果保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v= m/s；
②在记数点0～5过程中系统动能的增量△E_k= J.为了简化计算,设g =10m/s²,则系统势能的减少量△E_P= J；
③在本实验中,若某同学作出了

图像,如下图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g = m/s²。

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（10分）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，请回答下列问题。
①现巳提供了以下器材：铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线。为了完成实验，还必须从下图（一）中挑选出一些实验器材，其名称是（漏选或多选得零分）.

②甲、乙两组同学将单摆按如图（二）所示的方式悬挂，你觉得比较合理的是    （填“甲”或 “乙”）。
③正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球经过         （填“平衡位置”、或“最大位移处”或“任意位置”）时开始计时，并记数为“1”，当摆球第49次经过此位置停止计时。读出这段时间为t，则单摆的周期T=           .
④实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g。为使测量结果更准确，利用多组数据求平均值的办法来测定g值。小组成员设计了如下的记录表格，你认为表        （填“A”或“B”〉设计得比较合理。

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利用下图的实验装置，探究外力做功与小球动能变化的定量关系。小球在重力作用下从开始自由下落至光电门， 某同学实验如下：A．用天平测定小球的质量为0.10kg；B．