8.某探究性學(xué)習(xí)小組欲探究光滑斜面上物體的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關(guān).實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:
(A)表面光滑的長(zhǎng)木板(長(zhǎng)度為L(zhǎng)),
(B)小車(chē),
(C)質(zhì)量為m的鉤碼若干個(gè),
(D)方木塊(備用于墊木板),
(E)米尺,
(F)秒表.
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
第一步,在保持斜面傾角不變時(shí),探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.
實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)向小車(chē)放入鉤碼來(lái)改變物體質(zhì)量,只要測(cè)出小車(chē)由斜面頂端滑至底端所用時(shí)間t,就可以由公式a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$求出a.某同學(xué)記錄了數(shù)據(jù)如表所示:
MM+mM+2m
11.421.411.42
21.401.421.39
31.411.381.42
根據(jù)以上信息,我們發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間不改變(填“改變”或“不改變”),經(jīng)過(guò)分析得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系為斜面傾角一定時(shí),加速度與物體質(zhì)量無(wú).
第二步,在物體質(zhì)量不變時(shí),探究加速度與傾角的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變方木塊墊放位置來(lái)調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角,由于沒(méi)有量角器,因此通過(guò)測(cè)量出木板頂端到水平面高度h,求出傾角α的正弦值sinα=$\frac{h}{L}$.某同學(xué)記錄了高度和加速度的對(duì)應(yīng)值,并在坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點(diǎn)作圖如圖,請(qǐng)根據(jù)他所作的圖線(xiàn)求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2.進(jìn)一步分析可知,光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為a=gsinα.

分析 根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出小車(chē)的加速度.
對(duì)物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和圖象求解.

解答 解:小車(chē)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有L=$\frac{1}{2}$at2
所以有:a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$
根據(jù)以上信息,我們發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間不改變,
經(jīng)過(guò)分析得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系為斜面傾角一定時(shí),加速度與物體質(zhì)量無(wú)關(guān).
光滑斜面上物體下滑時(shí)的合力是重力沿斜面向下的分力,即F=mgsinα
根據(jù)牛頓第二定律得:a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=gsinα
所以加速度a與sinα的圖象斜率代表當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣,所以g=10m/s2
故答案為:(1)a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$; 不改變;斜面傾角一定時(shí),加速度與物體質(zhì)量無(wú);
10; a=gsinα.

點(diǎn)評(píng) 要清楚實(shí)驗(yàn)的原理,實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量是直接測(cè)量還是間接測(cè)量.
通過(guò)物理規(guī)律可以把變量進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以便更好研究和測(cè)量.

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:計(jì)算題

6.如圖,光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C. B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)最不計(jì)).設(shè)A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧;當(dāng)A、B速度相等時(shí),B與C恰好相碰并粘接在一起,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng).假設(shè)B和C碰撞過(guò)程時(shí)間極短.求從A開(kāi)始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過(guò)程中,
(i)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
(ii)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

19.如圖甲所示,光滑絕緣水平面上一單匝矩形金屬線(xiàn)圈abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S,ad邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),其右側(cè)是有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,ab邊長(zhǎng)度與有界磁場(chǎng)的寬度相等,在t=0時(shí)刻線(xiàn)圈以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),在t=T時(shí)刻線(xiàn)圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)且速度為v1,此時(shí)對(duì)線(xiàn)圈施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的變力F,使線(xiàn)圈在t=2T時(shí)刻全部離開(kāi)磁場(chǎng),若上述過(guò)程中線(xiàn)圈的v-t圖象如圖乙所示,整個(gè)圖象關(guān)于t=T軸對(duì)稱(chēng).在t=0至t=T的時(shí)間內(nèi),通過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)截面的電量q=$\frac{BS}{R}$,在t=T至t=2T的過(guò)程中,外力F所做的功為W=m(v02-v12).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究,一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),小球恰好在桌面邊緣,如圖(a)所示.向左推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放.小球離開(kāi)桌面后落到水平地面.通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能.回答下列問(wèn)題:
(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為,彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等.已知重力加速度大小為g,為求得Ek,至少需要測(cè)量下列物理量中的ABC(填正確答案標(biāo)號(hào)).
A.小球的質(zhì)量m            B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s
C.桌面到地面的高度h      D.彈簧的壓縮量△x       E.彈簧原長(zhǎng)l0
(2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek,得Ek=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$.
(3)圖(b)中的直線(xiàn)是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的s-△x圖線(xiàn).從理論上可推出,如果h不變.m增加,s-△x圖線(xiàn)的斜率會(huì)減。ㄌ睢霸龃蟆、“減小”或“不變”);如果m不變,h增加,s-△x圖線(xiàn)的斜率會(huì)增大(填“增大”、“減小”或“不變”).由圖(b)中給出的直線(xiàn)關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知,Ep與△x的2次方成正比.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

3.如圖1所示,與紙面垂直的豎直面MN的左側(cè)空間中存在豎直向上場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2.5×102N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)(上、下及左側(cè)無(wú)界).一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg、電量為q=2.0×10-2C的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球,在t=0時(shí)刻以大小為v0的水平初速度向右通過(guò)電場(chǎng)中的一點(diǎn)P,當(dāng)t=t1時(shí)刻在電場(chǎng)所在空間中加上一如圖2所示隨時(shí)間周期性變化的磁場(chǎng),使得小球能豎直向下通過(guò)D點(diǎn),D為電場(chǎng)中小球初速度方向上的一點(diǎn),PD間距為L(zhǎng),D到豎直面MN的距離DQ為L(zhǎng)/π.設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里為正.(g=10m/s2
(1)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B0為已知量,使得小球能豎直向下通過(guò)D點(diǎn),求磁場(chǎng)每一次作用時(shí)間t0的最小值(用題中所給物理量的符號(hào)表示);
(2)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B0為已知量,試推出滿(mǎn)足條件的時(shí)刻t1的表達(dá)式(用題中所給物理量的符號(hào)表示);
(3)若小球能始終在電磁場(chǎng)所在空間做周期性運(yùn)動(dòng),則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的周期最大時(shí),求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及運(yùn)動(dòng)的最大周期T的大。ㄓ妙}中所給物理量的符號(hào)表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

13.如圖所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為h1,矩形線(xiàn)圈abcd的質(zhì)量為m=0.016kg,電阻R=0.1Ω,ab邊的長(zhǎng)度為l=0.5m.bc邊的長(zhǎng)度為d=0.1m,矩形線(xiàn)圈cd邊到磁場(chǎng)的上邊界的距離為h2=5m,矩形線(xiàn)圈從該位置由靜止開(kāi)始自由下落,線(xiàn)圈cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng),線(xiàn)圈在下落過(guò)程中始終保持豎直,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,求:
(1)該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)若矩形線(xiàn)圈cd邊通過(guò)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間為0.15s,則磁場(chǎng)的寬度h1為多大.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

20.如圖所示,半徑為r=$\frac{1}{π}$m的半圓形單匝線(xiàn)圈$\widehat{CD}$在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=$\sqrt{2}$T的磁場(chǎng)中繞軸線(xiàn)MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)給小型電動(dòng)機(jī)和小燈泡(5V 10W)供電,線(xiàn)圈由電阻率為ρ=3×10-8Ω•m、橫截面積S0=1×10-7m2的金屬絲繞制而成,MC、DN兩段的電阻不計(jì),轉(zhuǎn)速為n=10r/s,電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為R=0.4Ω,小燈泡恰能正常發(fā)光.
(1)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和感應(yīng)電流的最大值;
(2)求電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.兩帶等量異種電荷的小球用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn)并置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,如圖所示,a處小球帶負(fù)電、質(zhì)量為2mg,b處小球帶正電、質(zhì)量為mg,今用水平力F拉a處小球,整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)時(shí),細(xì)線(xiàn)Oa與豎直方向的夾角為30°,細(xì)線(xiàn)ab與豎直方向的夾角為45°,則力F的大小為( 。
A.$\frac{2}{3}$mgB.mgC.$\frac{2\sqrt{3}}{3}$mgD.$\sqrt{3}$mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.為了研究魚(yú)所受水的阻力與其形狀的關(guān)系,某興趣小組用石蠟做成兩條質(zhì)量均為m、形狀不同的“A魚(yú)”和“B魚(yú)”,如圖所示,在高出水面H處分別靜止釋放“A魚(yú)”和“B魚(yú)”,“A魚(yú)”豎直下潛hA后速度減為零,“B魚(yú)”豎直下潛hB后速度減為零,則蠟魚(yú)在水中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受力分析正確的是( 。
A.受到重力、水的浮力B.受到重力、水的阻力
C.受到重力、水的浮力、下沉力D.受到重力、水的阻力、水的浮力

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同步練習(xí)冊(cè)答案