时间:2017-08-25 11:27:21
1、填空题 为了探究弹性势能与弹簧形变量之间的关系，需要测定弹簧的弹性势能．一位同学采用了如图所示的一种装置：水平放置的弹簧一端固定在墙上，另一端靠着已知质量为m的木块，此时弹簧为原长，木块的左侧是光滑的，右侧是粗糙的，水平面足够大．现利用一块秒表和一把刻度尺，测量出弹簧被压缩的弹性势能．测量步骤如下：
（1）用手水平向左推动木块，使弹簧缩短一定长度x；
（2）放手让弹簧推动木块，用秒表测出木块自弹簧原长位置运动到最终静止位置的时间t；
（3）用刻度尺测出木块______的距离S；
（4）利用测量结果，导出弹性势能的表达式EP=______（用S、t、m表示）．
参考答案：（3）测出木块自弹簧原长位置运动到最终静止位置之间的距离S．
（4）设摩擦力为f，木块运动弹簧原长位置时速度为v0，木块自弹簧原长位置运动到最终静止位置，由牛顿第二定律：f=ma…①
又木块末速度为零：
a=-v0t…②
由①②解得：f=-mv0t…③
由动能定理：-fS=0-12mv02…④
由③④解得：v0=2St
故木块在弹簧原长位置时的动能为：Ek=12mv02=12×m×(2St)=2mS2t
由能量转化和守恒可知，弹簧被压缩产生的弹性势能全部转化为木块在弹簧原长位置时的动能，故弹簧弹性势能为：Ep=Ek=2mS2t2
故答案为：（3）自弹簧原长位置运动到最终静止位置之间．
（4）2mS2t2．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是（ ）
A．有弹力必有摩擦力
B．有摩擦力必有弹力
C．摩擦力的大小一定与弹力成正比
D．以上说法都不正确
参考答案：A、有弹力不一定有摩擦力，因为物体之间不一定粗糙也不一定有相对运动或相对运动趋势，故A错误；
B、有摩擦力物体之间一定有挤压，因此一定有弹力，故B正确；
C、静摩擦力大小和弹力无关，滑动摩擦力和弹力成正比；故C错误；
D、选项B正确，故D错误；
故选B．
本题解析：
本题难度：一般
3、其他 受力分析（８分）
参考答案：略
本题解析：略
本题难度：一般
4、简答题 一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一水平拉力F．（?g=10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至14cm时，物体恰好被拉动，弹簧的劲度系数多大？
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为多少？
（3）物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？
参考答案：
（1）由题意得，物体与地面间最大静摩擦力
? fmax=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
物体恰好被拉动，物体所受弹力等于最大静摩擦力：
? F1=kx1=fmax
得k=F1x1=fmaxx1=0.2×2×10(14-10)×10-2N/m=100N/m
（2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体相对地面滑动，受到滑动摩擦力为
? f2=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
（3）弹簧弹力F3=kx3=100×（13-10）×10-2N=3N＜fmax
物体受到静摩擦力，大小为f3=F3=3N．
答：（1）弹簧的劲度系数100N/m；
? （2）若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为4N；
? （3）物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受到的摩擦力大小为3N．
本题解析：
本题难度：一般
5、实验题 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．图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为d=?cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为?m/s．在本实验中，为了验证系统的机械能是否守恒，需要测量的物理量除了钩码的质量外，还需要测量?和?. 
参考答案：0.52? 0.43?滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离 ，
滑块的质量
本题解析：游标卡尺的分度值为0.1mm，所以可得遮光条的宽度，
d=5mm+3×0.1mm=5.3mm=0.53cm，极短时间内的平均速度等于这一点的瞬时速度，所以滑块经过光电门时的瞬时速度为，
，为了验证系统的机械能是否守恒，即等式
是否成立，需要测量的物理量除了钩码的质量外，还需要测量，滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离 ，滑块的质量
本题难度：简单