20．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在做探究加速度與物體質(zhì)量和合外力的關(guān)系的實驗時（使用如圖所示的裝置），設(shè)小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為 M，砂及砂桶的總質(zhì)量為 m，分別得出如圖甲、乙、丙、丁四條圖線，其中圖甲、乙、丙是 a-F 圖線，圖丁是 a-$\frac{1}{M}$圖線，則下列說法中正確的是（　�。�
A．甲和乙較好地把握了實驗條件 M 遠(yuǎn)大于 m
B．丙和丁沒有把握好實驗條件 M 遠(yuǎn)大于 m
C．甲同學(xué)長木板的傾角太小，而乙同學(xué)長木板傾角太大
D．甲、乙、丙三同學(xué)中，丙同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作

分析 實驗前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，如果木板墊起的太高，過平衡摩擦力，小車重力平行于木板方向的分力大于小車受到的摩擦力，在不施加拉力時，小車已經(jīng)有加速度，a-F圖象不過坐標(biāo)原點，在a軸上有截距，若不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．

解答 解：AB、在a-F圖中，當(dāng)m＜＜M時，a與F成線性關(guān)系，所以甲、乙和丙較好地把握了實驗條件M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m，隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時，圖象上部會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，所以圖象丁沒有把握好實驗條件M遠(yuǎn)大于m，故A正確，B錯誤；
C、甲圖中，當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個步驟，即甲同學(xué)長木板的傾角太小，
乙圖中a-F圖象不過坐標(biāo)原點，在a軸上有截距，說明木板墊起的太高，過度平衡摩擦力，故C正確；
D、丙圖象是一條過原點的直線，說明較好地完成了平衡摩擦力的操作，故D正確；
故選：ACD．

點評 要知道驗證牛頓第二定律實驗的注意事項，要會處理實驗數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，光滑斜面的傾角為30°，輕繩通過兩個滑輪與A相連，輕繩的另一端固定在天花板上，不計輕繩與滑輪之間的摩擦力和滑輪的質(zhì)量．物塊A的質(zhì)量為m，掛上物塊B后，當(dāng)滑輪兩邊的輕繩夾角為120°時，AB恰能保持相對靜止，則物塊B的質(zhì)量為（　�。�
A．$\frac{\sqrt{2}}{2}$mB．$\frac{m}{2}$C．mD．2m

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

11．某同學(xué)為了“探究做功與速度的關(guān)系”．
（1）在實驗室找到了如甲中的器材，其中本實驗不需要的器材有重錘、鉤碼

（2）用一條紙帶穿過打點計時器，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)有圖乙中的兩種穿法，感到有點猶豫．你認(rèn)為B（選填“A”或“B”）邊的穿法正確．
（3）該同學(xué)欲通過如圖所示裝置打出的紙帶（圖丙）來判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力．根據(jù)紙帶的點跡可以判斷：為進一步平衡摩擦力，長木板與水平桌面的夾角應(yīng)該增大（選填“增大”或“減小”）．
（4）在正確操作的情況下，某次所打的紙帶如圖丁所示．打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GJ部分進行測量（根據(jù)下面所示的紙帶回答），小車獲得的速度是0.65m/s．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．為了驗證動能定理，某學(xué)習(xí)小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置，備有下 列器材：打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙．他們稱量滑塊的 質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m．當(dāng)滑塊連接上紙帶，讓細(xì)線跨過滑輪并懸掛空的小桶時，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是M遠(yuǎn)大于m，實驗時為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是平衡摩擦力．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

15．某實驗小組用如圖所示實驗裝置探究合力做功與動能變化的關(guān)系，鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置．長木板P處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光時間，實驗步驟是：
①用游標(biāo)卡尺測出滑塊的擋光寬度L，用天平測量滑塊的質(zhì)量m．
②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)節(jié)長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運動．在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測出Q1到水平面的高度H．
③保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q2上．用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計時器測出滑塊的擋光時間t1．
④保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復(fù)步驟③數(shù)次．
滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中，用測量的物理量（L1，t1，h，H，m）以及重力加速度g回答下列問題：
（1）滑塊通過光電門的速度v=$\frac{L}{{t}_{1}^{\;}}$
（2）滑塊動能的變化量△Ek=$\frac{1}{2}m\frac{{L}_{\;}^{2}}{{t}_{1}^{2}}$
（3）滑塊克服摩擦力做的功Wf=mgH
（4）合力對滑塊做的功W合=mg${h}_{1}^{\;}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點，固定一電荷量為+Q的點電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質(zhì)點的檢驗電荷），從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當(dāng)運動到P點正下方B點時速度為v．已知點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢為φ（取無窮遠(yuǎn)處電勢為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數(shù)，下列說法正確的是（　�。�
A．物塊在A點的電勢能EPA=Qφ
B．物塊在A點時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
C．點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電場強度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
D．點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電勢φB=$\frac{m}{2q}$（v02-v2）+φ

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．如圖，帶電量均為+q的一對點電荷，被分別固定在空間相距2h的A、B兩點．在正電荷的電場區(qū)域內(nèi)，有一個電子（電量為e，質(zhì)量為m，重力可不計）正在做勻速圓周運動．設(shè)此時電子到正電荷的距離為x，則該電子受到的電場力為$\frac{2kqe\sqrt{{x}^{2}-{h}^{2}}}{{x}^{3}}$，電子的動能Ek與距離x的函數(shù)關(guān)系為Ek=$\frac{2kqe（{x}^{2}-{h}^{2}）}{{x}^{3}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

9．用如圖甲所示的實驗裝置完成“探究動能定理”實驗．請補充完整下列實驗步驟的相關(guān)內(nèi)容：

（1）用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為0.525cm；按圖甲所示安裝好實驗裝置，用米尺測量兩光電門之間的距離s；
（2）在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等；
（3）取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m（填寫相應(yīng)物理量及其符號）；
（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間△tA和△tB；
（5）步驟（4）中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W合=（m+m0）gs，小車動能變化量△Ek=$\frac{1}{2}$M（$\frac6rhogr9{△{t}_{B}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\fracmc9ef58{△{t}_{A}}$）2（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W合和△Ek的值，找出兩者之間的關(guān)系；
（6）重新掛上細(xì)線和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)（2）～（5）步驟．
（7）本實驗中，以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是B．
A．盡量減小兩光電門間的距離s
B．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長木板平行
C．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某實驗小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面？實驗的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定打點計時器；
（2）把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
（3）把小車?yán)娇拷螯c計時器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；
（4）關(guān)閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系？
如圖2是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A、B、C是紙帶的三個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出，用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問：
（1）打B點時刻，小車的瞬時速度vB=0.40m/s？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）本實驗中，若鉤碼下落高度為h1時合外力對小車所做的功W0，則當(dāng)鉤碼下落h2時，合外力對小車所做的功為$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0？（用h1、h2、W0表示）
（3）實驗中，該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示？根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是AC（填寫選項字母代號）
A．W∝v         B．W∝v2 C．W∝$\frac{1}{v}$          D．W∝v3
（4）在本實驗中，下列做法能有效地減小實驗誤差的是ABC（填寫選項字母代號）A．把長木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力
B．實驗中控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車的細(xì)線和長木板平行D．先讓小車運動再接通打點計時器．

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同步練習(xí)冊答案