1.如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證“牛頓第二定律”,請回答下列問題.

(1)以小車研究對象,為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足:M遠(yuǎn)大于(填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)m.
(2)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.33cm,x4=8.96cm,x5=9.60cm,x6=10.24cm,由此可以算出小車運(yùn)動(dòng)的加速度是0.64m/s2.(交流電頻率為50Hz,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖3①所示的圖象,造成當(dāng)M一定時(shí),a與F不成正比的原因可能是:在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的夾角偏小(填“偏大”或“偏小”).
(4)重新平衡摩擦力后,驗(yàn)證外力一定時(shí),a與M的關(guān)系:通過多次實(shí)驗(yàn),甲、乙兩同學(xué)利用各自得到的數(shù)據(jù)得到a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖象,如圖3②乙所示.該圖象說明在甲、乙兩同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)甲(填“甲”或“乙”)同學(xué)實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力更大.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼和盤的總重力的關(guān)系,判斷出在什么情況下砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力.
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律△x=aT2可以求出加速度的大。
(3)考查實(shí)驗(yàn)時(shí)平衡摩擦力時(shí)出現(xiàn)的誤差問題,不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,就是平衡摩擦力時(shí)過大.從圖上分析兩圖各是什么原因即可.
(4)根據(jù)圖線斜率表示的物理意義,判斷繩子拉力的大。

解答 解:(1)對整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得,a=$\frac{mg}{M+m}$,
則繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{{1+\frac{m}{M}}}$,當(dāng)M>>m,即砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量時(shí),砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力.
所以為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足M>>m 的條件.
(2)根據(jù)△x=aT2,運(yùn)用逐差法得,a=$\frac{{({x_4}+{x_5}+{x_6})-({x_1}+{x_2}+{x_3})}}{{{{(3T)}^2}}}$=$\frac{{[(8.96+9.60+10.24)-(7.05+7.68+8.33)]×{{10}^{-2}}}}{{{{(3×0.1)}^2}}}$=0.64m/s2
(3)當(dāng)拉力F等于F0時(shí),小車才產(chǎn)生力加速度,故原因是沒有平衡摩擦力,也可能是木板與水平桌面間的傾角偏;
(4)a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖線的斜率k=$\frac{a}{\frac{1}{M}}$,可知圖線的斜率表示拉力,可知甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的拉力較大.
故答案為:(1)遠(yuǎn)大于;(2)0.64;(3)偏。唬4)甲.

點(diǎn)評 教科書本上的實(shí)驗(yàn),我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚.
對于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由.比如為什么要平衡摩擦力,為什么要先接通電源后釋放紙帶等.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,理想變壓器原、副線圈各接一個(gè)電阻R1和R2,原線圈中接有220V交流電源,此時(shí)兩只電阻上的電壓都是10V,設(shè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n:1,電阻R1、R2消耗的功率之比為k:1,則( 。
A.n=21,k=$\frac{1}{21}$B.n=21,k=$\frac{1}{576}$C.n=441,k=$\frac{1}{24}$D.n=441,k=$\frac{1}{576}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的周期為T,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,測出所用重物的質(zhì)量為m,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量點(diǎn),經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為S1、S2、S3、S4,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢能的減少量為mgs3J,動(dòng)能的增加量為$\frac{m({s}_{4}-{s}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$J

(2)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是摩擦阻力的影響.為了減小誤差,懸掛在紙帶下的重物的質(zhì)量應(yīng)選擇較大些.
(3)如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是過原點(diǎn)的直線,該線的斜率等于重力加速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.下列單位中,屬于電場強(qiáng)度的單位是( 。
A.V/mB.C/NC.J/CD.N/m

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16.下列說法正確的是( 。
A.亞里士多德提出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持
B.伽利略用“月-地檢驗(yàn)”正式了萬有引力定律的普適性
C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度一定變化
D.物體在恒力作用下一定做直線運(yùn)動(dòng)

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6.如圖所示是一物體的x-t圖象,則該物體在6s內(nèi)的路程與位移大小分別是( 。
A.0m,0mB.6m,0mC.10m,2mD.12m,0m

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13.下列運(yùn)動(dòng)的物體,能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理的是( 。
A.研究地球的自轉(zhuǎn)時(shí)B.旋轉(zhuǎn)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片
C.在比賽過程中的體操運(yùn)動(dòng)員D.研究火車由北京到廣州的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

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10.一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站,起動(dòng)加速度為2m/s2,加速行駛5秒,后勻速行駛2分鐘,然后剎車,滑行加速度為1m/s2,滑行50m,正好到達(dá)乙站,求汽車從甲站到乙站的平均速度?

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11.學(xué)習(xí)了時(shí)間與時(shí)刻,藍(lán)仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法,正確的是( 。
A.藍(lán)仔說,下午2點(diǎn)40分上課,2點(diǎn)40分是我們上課的時(shí)刻
B.紅孩說,下午2點(diǎn)40分上課,2點(diǎn)40分是我們上課的時(shí)間間隔
C.紫珠說,下午2點(diǎn)40分上課,3點(diǎn)20分下課,上課的時(shí)刻是40分鐘
D.黑柱說,3點(diǎn)20分下課,3點(diǎn)20分是我們下課的時(shí)間間隔

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