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    某物理兴趣小组为了探究动能和速度大小的关系，提出了下面几种猜想：①Ek∝v，②，③．他们设计的DIS实验装置如图甲所示（数据采集器与计算计未画出），AB为一块倾斜放置的可看成光滑的木板，在B处按置了一个光电门传感器，（用来测量物体每次通过B时点的速度）．将物体分别从不同高度无初速释放，测出物体由初位置到光电门传感器的距离L1、L2、L3、L4…，将这些数据输入电脑，相应地小球每次通过B点的速度v1、v2、v3、v4、…，由电脑实时计录．

    （1）显然，本实验中物体在B点的动能等于物体下滑过程中重力做的功，而实验时并未测量这种功，那么动能的大小是用什么量来替代的呢？为什么可以这样替代？______．
    （2）利用本实验的电脑软件可方便地绘出图乙所示的L～v图象，他们下一步应该怎么做？______．
    （3）此实验中如果物体与木板间的摩擦力不能忽略，那么是否也只要测量物体每次下滑的距离L和到达B点时的速度v就可以了呢？为什么？______．
    【答案】分析：通过实验来探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．每次实验物体从不同初位置处静止释放，量出初位置到速度传感器的位移、读出物体到传感器位置的速度．根据实验数据列出数据表并描点作出图象，从而找到位移与速度变化的关系，在运动过程中，由于物体受力是恒定的，所以得出合外力做功与物体速度变化的关系．因此在实验中物体与木板间的摩擦力不会影响探究的结果．
    解答：解：（1）设斜面的倾角为θ，则重力做的功WG=mgh=mgLsinθ，由于m、g、θ都是定值，因此WG与L成正比，
    由动能定理得：WG=△Ek=Ek，则Ek与L成正比，可以用物体由初位置下滑到光电门传感器的距离L来替代物体动能的大小．
    （2）根据实验数据，合理绘制的L-v图象是曲线，Ek∝v不成立，需要绘制出L-v2图象，探究是否正确．
    （3）摩擦力不能忽略时，物体受到的重力与摩擦力的合力是恒力，合力对物体所做的功与距离L成正比，因此实验时，只要测量物体每次下滑的距离L和到达B点时的速度v就可以了．
    故答案为：（1）用物体由初位置下滑到光电门传感器的距离L来替代物体动能的大小，因为重力做的功与L成正比，这样就有动能Ek与距离L成正比．
    （2）绘制L-v2图象；（3）是，因为摩擦力和重力的合力对物体所做的功与距离L成正比．
    点评：通过实验数据列表、描点、作图从而探究出问题的结论．值得注意的是：由于合外力恒定，因此合外力做的功与发生的位移是成正比．故可先探究位移与速度变化有何关系．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
    （1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？

    （2）如果宇航员在月球表面上，测出小物块自由下落h高度所用的时间为t；测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T，已知万有引力常量为G．请你用上述各量推导出月球质量的表达式．
    （3）某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想：卫星要把拍摄到的各种图片信息，持续不断地用微波发回地面时，由于月球的遮挡，在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号．为了验证自己的猜想，他们设计了如图2所示的电脑模拟实验：固定地球和月球模型，让卫星绕月旋转，在地球上安装微波接收器，证实了他们的猜想是正确的．
    在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m地、m月和m卫，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r卫=2r，地球和月球的半径分别为r地=3r和r月=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，cos89°=
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    ）．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
    （1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？

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    （2）如果宇航员在月球表面上，测出小物块自由下落h高度所用的时间为t；测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T，已知万有引力常量为G．请你用上述各量推导出月球质量的表达式．
    （3）某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想：卫星要把拍摄到的各种图片信息，持续不断地用微波发回地面时，由于月球的遮挡，在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号．为了验证自己的猜想，他们设计了如图2所示的电脑模拟实验：固定地球和月球模型，让卫星绕月旋转，在地球上安装微波接收器，证实了他们的猜想是正确的．
    在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m地、m月和m卫，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r卫=2r，地球和月球的半径分别为r地=3r和r月=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，cos89°=
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    ）．

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    科目：高中物理 来源：2007-2008学年江苏省徐州市高一（下）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
    （1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？

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    在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m地、m月和m卫，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r卫=2r，地球和月球的半径分别为r地=3r和r月=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，）．

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