12.在探究加速度與力、質(zhì)量的關系時,小車及砝碼的質(zhì)量用M表示,鉤碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出.
(1)當M與m的關系滿足M>>m時,可近似認為細繩對小車的拉力等于鉤碼的重力.
(2)在平衡摩擦力后,打點計時器打出的紙帶的一段如圖所示,已知該紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出,所用交流電的頻率為50Hz,則小車的加速度大小為0.390m/s2;打點計時器打B點時小車的速度大小為0.377m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

分析 1、實驗時我們認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力,但實際不是,實際的拉力為$\frac{mMg}{m+M}$,只有在M>>m的情況下近似認為拉力等于mg.
2、B點的速度可由A到C點的平均速度求出,加速度可由勻變速運動的規(guī)律:△x=at2求解.

解答 解:(1)假設小車的加速度為a,拉力為F
對沙桶及沙:mg-F=ma;對小車:F=Ma;
聯(lián)立得:F=$\frac{mMg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$,故只有在M>>m的情況下近似認為拉力等于mg.
(2)紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔是T=0.1s.
根據(jù)逐差法求解加速度:
a=$\frac{15.06-6.75-6.75}{4×0.{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.390m/s2,
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得:
B點的速度為:vB=$\frac{10.71-3.18}{2×0.1}×1{0}^{-2}$=0.377m/s
故答案為:(1)M>>m,(2)0.390,0.377.

點評 能夠知道相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔,利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用,提高解決問題能力.只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目,而實驗步驟,實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關,故要加強對實驗原理的學習和掌握.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.不可回收的航天器在使用后,將成為太空垃圾.如圖所示是飄浮在地球附近的太空垃圾示意圖,對此有如下說法,正確的是(  )
A.離地越低的太空垃圾運行周期越大
B.離地越高的太空垃圾運行角速度越小
C.由公式v=$\sqrt{\frac{GM}{R}}$得,離地越高的太空垃圾運行速率越大
D.太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,A帶正電,B帶負電,在庫侖力作用下,它們以連線上某點O為圓心做勻速圓周運動,以下說法正確的是( 。
A.它們所需向心力相等B.它們的運動半徑與電荷量成反比
C.它們做圓周運動的角速度相等D.它們的線速度與質(zhì)量成反比

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.比值法定義物理量是物理學中一種常用的方法,是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法.比值法定義的基本特點是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性,它不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變.下列物理量中屬于比值法定義的是( 。
A.電流I=$\frac{U}{R}$B.電場強度E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$C.導體的電阻R=ρ$\frac{l}{s}$D.電勢φ=$\frac{W}{q}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,一傾角為θ的光滑斜面固定在水平面上,斜面足夠長,一質(zhì)量為m的帶電物體在沿斜面向上的勻強電場E作用下,從斜面底端由靜止沿斜面向上做勻加速直線運動經(jīng)過時間t,電勢能減少了120J,此時撤去電場,之后物體又經(jīng)過相同的時間t回到斜面底端,若以地面為零重力勢能面,已知重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A.物體回到斜面底端的動能為60J
B.物體帶電荷量為q=$\frac{2mgsinθ}{E}$
C.撤去電場時,物體的重力勢能是90J
D.在前一個時間t內(nèi)一定不會出現(xiàn)動能與重力勢能相等的時刻

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關系,甲、乙、丙三位同學分別設計了如圖所示的實驗裝置,小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器,丙圖中M包括小車和與小車固連的滑輪),鉤碼總質(zhì)量用m表示.

(1)為便于測量合外力的大小,并得到小車總質(zhì)量一定時,小車的加速度與所受合外力成正比的結(jié)論,下列說法正確的是C
A.三組實驗中只有甲需要平衡摩擦力     
B.三組實驗都不需要平衡摩擦力
C.三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件
D.三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件
(2)若乙、丙兩位同學發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和測力計讀數(shù)相同,通過計算得到小車加速度均為a,a=$\frac{g}{3}$,g為當?shù)刂亓铀俣龋瑒t乙、丙兩人實驗用的鉤碼總質(zhì)量之比為1:2.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大。

(1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是B.
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動.
(2)使小車質(zhì)量遠遠 砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量大于(填“大于”或“小于”)
(3)圖2為某次實驗得到的紙帶,實驗數(shù)據(jù)如圖,圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為0.51m/s2
(4)該同學把砝碼和砝碼的總重量作為小車的拉力,并依次測出了小車的加速度.然后畫出了如圖3所示的圖象,該圖象雖是一條直線,但不通過坐標原點.原因是:沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,物體A在斜面上勻加速由靜止滑下x1后,又勻減速地在平面上滑過x2后停下,測得x2=4x1,則物體在斜面上的加速度a1與平面上加速度a2的大小關系為( 。
A.a1=a2B.a1=2a2C.a1=$\frac{1}{2}$a2D.a1=4a2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖,K為一粒子源,可以產(chǎn)生初速度幾乎為零的帶正電粒子A與B,B粒子的比荷是A粒子比荷的4倍,A、B粒子經(jīng)過y軸左側(cè)的區(qū)域1在U1=100V的電壓加速后,進入y軸右側(cè)并存在有上下邊界MN、PQ的區(qū)域2(區(qū)域2右邊界足夠長),區(qū)域2中可以施加平行xOy平面沿y方向的勻強電場或垂直紙面向里的勻強磁場,電場強度為E=200V/m,磁感應強度為B=0.1T,以區(qū)域2入射點作為坐標原點建立直角坐標,如圖所示.(粒子重力不計)
(1)若區(qū)域2中同時存在電場與磁場,發(fā)現(xiàn)A粒子恰好沿直線運動,求A粒子的比荷;
(2)若區(qū)域2中保留電場,撤去磁場,求A、B粒子在區(qū)域2中運動的時間之比;
(3)若區(qū)域2中保留磁場,撤去電場,B粒子經(jīng)過區(qū)域2上方坐標為($\frac{\sqrt{3}}{2}$m,1m)的P點,求磁場邊界MN與y軸交點的坐標.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案