1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖1所示的裝置,計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz,沙和桶的質(zhì)量用m表示,小車(chē)和車(chē)上砝碼質(zhì)量用M表示.
(1)該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn),如圖2所示,自A點(diǎn)起,相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,則打E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為0.85m/s,打A、F兩點(diǎn)的過(guò)程中小車(chē)的平均速度為0.70m/s,小車(chē)的加速度為5.0m/s2.(重力加速度取g=10m/s2
(2)該同學(xué)要探究小車(chē)的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持m 不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持M不變.(用題中所給字母填寫(xiě))
(3)該同學(xué)通過(guò)數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖3所示,則:
①圖中的力F理論上指B,而實(shí)驗(yàn)中卻用A表示.(選填字母符號(hào))
A.砂和砂桶的重力            B.繩對(duì)小車(chē)的拉力
②圖中的直線不過(guò)原點(diǎn)的原因是B;(選填一項(xiàng))
此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是C.(選填一項(xiàng))
A.沒(méi)有平衡摩擦或平衡摩擦不足
B.平衡摩擦?xí)r木板右端墊得過(guò)高
C.隨著桶內(nèi)沙的不斷增加,不再滿(mǎn)足m《M.

分析 (1)應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出平均速度、瞬時(shí)速度與加速度;
(2)該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系,研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法.
(3)探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),要平衡摩擦力,平衡摩擦力時(shí),要求小車(chē)在無(wú)動(dòng)力的情況下平衡摩擦力,不需要掛任何東西.小車(chē)的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出;平衡摩擦力時(shí),是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,由圖象可知,還沒(méi)有掛重物時(shí),小車(chē)已經(jīng)產(chǎn)生了加速度,由此可知圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因.

解答 解:(1)E點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于DF間的平均速度,打E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為vE=$\frac{DF}{2T}$=$\frac{0.016+0.018}{2×0.02}$=0.85m/s;
打A、F兩點(diǎn)的過(guò)程中小車(chē)的平均速度為
$\overline{v}$=$\frac{AF}{5T}$=$\frac{0.010+0.012+0.014+0.016+0.018}{5×0.02}$=0.70m/s;
由題意可知,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔:△x=2mm=0.002m,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論:△=at2可知,小車(chē)的加速度:a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{0.002}{0.0{2}_{\;}^{2}}$=5.0m/s2
(2)該實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用控制變量法研究的,該同學(xué)要探究小車(chē)的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車(chē)的拉力F=mg不變,即保持m不變,
若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車(chē)的質(zhì)量M不變;
(3)①圖中的力F理論上指繩對(duì)小車(chē)的拉力,即B,而實(shí)驗(yàn)中卻用砂和砂桶的重力,即A.
②圖中當(dāng)F=0時(shí),a≠0.也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí),小車(chē)的加速度不為0,說(shuō)明小車(chē)的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實(shí)驗(yàn)前木板右端墊得過(guò)高,即平衡摩擦力過(guò)度導(dǎo)致.故選B
當(dāng)砂桶(包括砂)質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí),可以近似認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于砂桶的重力,即:必須保證:m<<M,
隨砂桶質(zhì)量的增大,小車(chē)受到的拉力明顯小于砂桶的重力,a-F圖象發(fā)生彎曲,故圖象彎曲的原因是:隨著F的增大,不再滿(mǎn)足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量:m<<M,故選C
故答案為:(1)0.85,0.70,5.0;     (2)m,M;  (3)①B、A;  ②B;  ③C

點(diǎn)評(píng) 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車(chē)的加速度,掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵,要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由.要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.目前智能手機(jī)普遍采用了電容屏.電容觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的,它是一塊四層復(fù)合玻璃屏.玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層一薄層矽土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面.當(dāng)手指觸摸電容觸摸屏?xí)r,手指和屏的夾層工作面形成一個(gè)電容器,因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào),電流通過(guò)電容器分別從屏的四個(gè)角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例精確計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置.對(duì)于觸摸屏,則:
(1)使用絕緣筆,在電容屏上不能(能或不能)進(jìn)行觸控操作;
(2)手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變大(不變,變大,變。;
(3)電容觸摸屏需要觸摸,不需要(需要或不需要)壓力就能產(chǎn)生位置信號(hào);
(4)手指壓力變大時(shí),手指與屏的夾層工作面距離變小,電容會(huì)變大(變大或變小)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列關(guān)于功率的說(shuō)法中正確的是( 。
A.由P=$\frac{W}{t}$知,力做的功越多,功率越大
B.由P=Fv知,物體運(yùn)動(dòng)得越快,功率越大
C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多
D.由P=Fvcos α知,某一時(shí)刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.科技館中的一個(gè)展品如圖所示,在較暗處有一個(gè)不斷均勻滴水的水龍頭,在一種特殊 的間歇閃光燈的照射下,若調(diào)節(jié)間歇閃光間隔時(shí)間正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同,可以看到一種奇特的現(xiàn)象,水滴似乎不再下落,而是像固定在圖中的A、B、C、D 四個(gè)位置不動(dòng),對(duì)出現(xiàn)的這種現(xiàn)象,下列描述正確的是(g=10m/s2)(  )
A.水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間滿(mǎn)足 tAB<tBC<tCD
B.閃光的間隔時(shí)間是$\frac{\sqrt{2}}{10}$ s
C.水滴在相鄰兩點(diǎn)間的平均速度滿(mǎn)足 v AB:v BC:v CD=1:4:9
D.水滴在各點(diǎn)的速度之比滿(mǎn)足 vB:vC:vD=1:3:5

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.空間中某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上的分布情況如圖所示,其中x0-x1=x2-x0.下列說(shuō)法 中正確的是(  )
A.空間中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均與x軸垂直
B.電荷在x1處和x2處受到的電場(chǎng)力相同
C.正電荷沿x軸從x1處移到x2處的過(guò)程中,電勢(shì)能先減小后增大
D.負(fù)電荷沿x軸從x1處移到x2處的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案,其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.已知小車(chē)質(zhì)量M=214.6g,砝碼盤(pán)質(zhì)量m0=7.5g,所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率f=50Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是:
A.按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置
B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)后,使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)
C.取下細(xì)繩和砝碼盤(pán),記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m
D.先接通電源,再放開(kāi)小車(chē),打出一條紙帶,由紙帶求得小車(chē)的加速度a
E.重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán),改變砝碼盤(pán)中砝碼質(zhì)量,重復(fù)B~D步驟,求得小車(chē)在不同合外力F作用下的加速度,回答以下問(wèn)題:
(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn),是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量?否(填“是”或“否”),長(zhǎng)木板傾斜是否是為了平衡摩擦力?是(填“是”或“否”).
(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示,由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a=0.77m/s2
(3)某同學(xué)將有關(guān)數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中,并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F圖象(如圖),造成圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)最主要的一條原因是在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力.
次數(shù)12345
砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m/g1020304050
砝碼盤(pán)中砝碼的重力G/N0.100.200.290.390.49
小車(chē)的加速度a/m•s-20.771.441.842.382.75

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.沙和沙桶的總質(zhì)量為m,小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用沙和沙桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車(chē)?yán)Φ拇笮。?br />
(1)實(shí)驗(yàn)中,為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)所受的合外力,先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行.接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B
A.將長(zhǎng)木板水平放置,讓小車(chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車(chē)在沙和沙桶的牽引下運(yùn)動(dòng),從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng).
B.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,讓小?chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,撤去沙和沙桶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,輕推小車(chē),從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng).
C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,撤去紙帶以及沙和沙桶,輕推小車(chē),觀察判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng).
(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是C
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,則C點(diǎn)的速度為VC=0.49m/s,a=0.38m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.如圖甲所示是某同學(xué)探究小車(chē)加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,他將光電門(mén)固定在水平軌道上的B點(diǎn),用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車(chē),每次小車(chē)都從同一位置A由靜止釋放.
(1)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示,則d=1.140cm;
(2)實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力與重物重力大小相等,則重物的質(zhì)量m與小車(chē)的質(zhì)量M間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系為m<<M;
(3)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t,并算出相應(yīng)小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v,通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象,研究小車(chē)加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出v2-m(選填“v-m”或“v2-m”)圖象.
(4)該同學(xué)在(3)中作出的線性圖象不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前他應(yīng)采取的做法是C
A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻加速運(yùn)動(dòng).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板,上極板帶正電荷.如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它們的電場(chǎng)線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線(電場(chǎng)方向未畫(huà)出).虛線MN是穿過(guò)兩極板正中央的一條直線.關(guān)于這種電場(chǎng),以下說(shuō)法正確的是( 。
A.b點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)
B.b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)
C.將一負(fù)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn),其電勢(shì)能增大
D.將一正電荷從a點(diǎn)由靜止釋放,它將沿著電場(chǎng)線做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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