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有位同學(xué)設(shè)計了一個實驗，用來驗證在外力作用下物體做加速運動時，動能的改變量等于合外力所做的功．如圖，他使用的實驗儀器有．電磁打點計時器、學(xué)生電源、長方形木塊、紙帶、天平（圖中未畫出）、帶定滑輪的木板（長約1米）、細線、砝碼盤、砝碼等．
該同學(xué)操作如下．
（1）用天平測出木塊的質(zhì)量m．把器材按圖安裝好．紙帶固定在木塊中間的方孔內(nèi)．
（2）把木塊放在打點計時器附近，用手按住，往砝碼盤中加砝碼，再放開木塊，讓它做加速運動．然后接通打點計時器電源，讓它工作．當(dāng)木塊到達定滑輪處時，斷開電源．
（3）取下紙帶，并在紙帶上做了如下圖的標記，然后進行數(shù)據(jù)處理．

請回答下列問題．
（1）該同學(xué)操作過程中有一處明顯的不當(dāng)之處，請更正：

 

．
（2）利用測得的木塊質(zhì)量m、交流電源的周期T、紙帶上標示的位移S_A，S_B，S_C．
①請你寫出木塊在加速階段所受合外力的表達式：

 

；
②請寫出驗證動能定理的方法：

 

．
（3）在上述試驗中，如果對該同學(xué)選擇的儀器和做法做一些更改，則可以直接將砝碼及砝碼盤的重力，作為研究對象所受到的 合外力．為達到這個目的，你認為應(yīng)該怎樣做

 

．

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某同學(xué)想利用探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗裝置來驗證動能定理．實驗裝置如圖，在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動．與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片（即小車）從光電門甲運動至乙所用的時間．在平衡好摩擦力后，改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，用米尺測量甲、乙之間的距離x，并記下運動的時間t．測得小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，并滿足M＞＞m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．取小車為研究對象進行動能定理驗證，需要下列物理量：小車從甲處運動到乙處時的速度大小v=

 

，外力對小車做功W=

 

．實驗需要驗證的關(guān)系式為x=

 

．（以上填空處均用題中給出的字母表示）

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1.D   2.AD    3.BD    4.D    5.  C    6.AD    7.B    8.AD    9.AD  10.B

11.  100J     75J            12.  15N 

13. 解：設(shè)卡車運動的速度為v₀，剎車后至停止運動，由動能定理：-μmgs=0-。得v==12m/s=43.2km/h。因為v₀＞v_規(guī)，所以該卡車違章了。

14. 解：當(dāng)人向右勻速前進的過程中，繩子與豎直

方向的夾角由0°逐漸增大，人的拉力就發(fā)生了變化，

故無法用W=Fscosθ計算拉力所做的功，而在這個過

程中，人的拉力對物體做的功使物體的動能發(fā)生了變

化，故可以用動能定理來計算拉力做的功。

當(dāng)人在滑輪的正下方時，物體的初速度為零，

當(dāng)人水平向右勻速前進s 時物體的速度為v₁ ，由圖

1可知： v₁= v₀sina　　　　　　　

⑴根據(jù)動能定理，人的拉力對物體所做的功

W=m v₁²/2－0

⑵由⑴、⑵兩式得W=ms² v₁²/2(s²+h²)

15. 解：（1）對AB段應(yīng)用動能定理：mgR+W_f=

所以：W_f=-mgR=-20×10^-3×10×1=-0.11J

（2）對BC段應(yīng)用動能定理：W_f=0-=-=-0.09J。又因W_f=μmgBCcos180⁰=-0.09，得：μ=0.153。

16. 解：在此過程中，B的重力勢能的增量為，A、B動能增量為，恒力F所做的功為，用表示A克服摩擦力所做的功，根據(jù)功能關(guān)系有：

       解得：

17. 解：（1）兒童從A點滑到E點的過程中，重力做功W=mgh

兒童由靜止開始滑下最后停在E點，在整個過程中克服摩擦力做功W₁，由動能定理得，

=0，則克服摩擦力做功為W₁=mgh

   （2）設(shè)斜槽AB與水平面的夾角為，兒童在斜槽上受重力mg、支持力N₁和滑動摩擦

力f₁，，兒童在水平槽上受重力mg、支持力N₂和滑動摩擦力f₂，

，兒童從A點由靜止滑下，最后停在E點.

由動能定理得，

解得，它與角無關(guān).

   （3）兒童沿滑梯滑下的過程中，通過B點的速度最大，顯然，傾角越大，通過B點的速度越大，設(shè)傾角為時有最大速度v，由動能定理得，

解得最大傾角

18. 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律有：

設(shè)勻加速的末速度為，則有：、

代入數(shù)值，聯(lián)立解得：勻加速的時間為：

（2）當(dāng)達到最大速度時，有：

解得：汽車的最大速度為：

（3）汽車勻加速運動的位移為：

在后一階段牽引力對汽車做正功，重力和阻力做負功，根據(jù)動能定理有：

又有

代入數(shù)值，聯(lián)立求解得：

所以汽車總的運動時間為：