【題目】某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗中,設(shè)計出如下實驗方案,實驗裝置如圖所示.已知小車(含遮光條))質(zhì)量M,砝碼盤質(zhì)量m0,長木板上固定兩個光電門A、B,其實驗步驟是:
A.按圖所示安裝好實驗裝置;
B.掛上細繩和砝碼盤(含砝碼),調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下做勻速運動;
C.取下細繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m;
D.將小車置于長木板上由靜止釋放,讓小車在木板上運動,并先后經(jīng)過AB兩個光電門
E.重新掛上細繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)B-D步驟,求得小車在不同合外力F作用下的加速度。
回答下列問題:
(1)按上述方案做實驗,是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量?______(填“是”或“否”).
(2)如圖,遮光條的寬度為______mm。若遮光條寬度為d,經(jīng)過光電門A、B時遮光時間分別為t1、t2,光電門A、B中心之間的距離為L,砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則小車的加速度為______,小車受到的合外力為______(用題目給定的物理量符號表示)
(3)某同學將有關(guān)測量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中,他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖象(如圖).造成圖線不過坐標原點的一條最主要原因是:________。
【答案】 (1)否 (2)5.45 (m0+m)g; (3)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力
【解析】(1)當小車勻速下滑時有:Mgsinθ=f+(m+m0)g,M為小車的質(zhì)量,m0為砝碼盤的質(zhì)量,
當取下細繩和砝碼盤后,放開小車做勻加速運動,由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變,因此其合外力為F=Mgsinθ-f=(m+m0)g,由此可知該實驗中不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.
(2)游標卡尺的主尺讀數(shù)為5mm,游標讀數(shù)為0.05×9mm=0.45mm,所以最終讀數(shù)為5.45mm.
滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式,滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式,根據(jù) 解得:a= 小車受到的合外力等于盤和砝碼的總重力(m0+m)g
(3)由圖象可知,當外力為零時,物體有加速度,這說明在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力.
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【題目】下列說法正確的是( )
A.β射線是聚變反應(yīng)過程中由原子核外電子電離產(chǎn)生的
B.湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子,并準確測出了電子的電荷量
C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
D.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認為核外電子運行的軌道半徑是量子化的
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【題目】假設(shè)一輛由超強力電池供電的摩托車和一輛普通有軌電車,若都被加速到接近光速;在我們的靜止參考系中進行測量,哪輛車的質(zhì)量將增大( )
A.摩托車
B.有軌電車
C.兩者都增加
D.都不增加
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【題目】如圖所示,AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑,圓心為O,半徑為R.電荷量分別為+Q、-Q的兩點電荷放在圓周上,它們的位置關(guān)于AC對稱,+Q與O點的連線和OC間的夾角為60°.下列說法正確的是( )
A. O點的場強大小為,方向由O指向D
B. O點的場強大小為,方向由O指向D
C. A、C兩點的電勢關(guān)系是φA<φC
D. 電荷量為q的正電荷在A點的電勢能大于在C點的電勢能
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【題目】某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行,如果希望把這路程縮短為3光年,則他所乘飛船相對地球的速度為( )
A.0.5C
B.0.6C
C.0.8C
D.0.9C
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【題目】目前霧霾天氣仍然困擾人們,為了解決此難題很多環(huán)保組織和環(huán)保愛好者不斷研究。某個環(huán)保組織研究發(fā)現(xiàn)通過降雨能有效解決霧霾天氣。當雨滴在空中下落時,不斷與漂浮在空氣中的霧霾顆粒相遇并結(jié)合為一體,其質(zhì)量不斷增大,直至落地。現(xiàn)將上述過程簡化為沿豎直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始質(zhì)量為m,初速度為v0,每個霧霾顆粒質(zhì)量均為m0,假設(shè)霧霾顆粒均勻分布,且雨滴每下落距離h后才與靜止的霧霾顆粒碰撞并立即結(jié)合在一起。試求:
(1)若不計重力和空氣阻力,求第n次碰撞后雨滴的速度大小。
(2)若不計空氣阻力,但考慮重力,求第1次碰撞后雨滴的速度大小。
(3)若初始時雨滴受到的空氣阻力是f,假設(shè)空氣阻力只與結(jié)合體的質(zhì)量有關(guān)。以后每碰撞一次結(jié)合體受到的空氣阻力都變?yōu)榕銮暗?倍,當?shù)趎次碰后結(jié)合體的機械能為E,求此過程因碰撞損失的機械能△E。
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【題目】如圖所示,邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中,一金屬棒PQ架在導(dǎo)線框上并以恒定速度v從ad滑向bc;已知導(dǎo)線框和金屬棒由單位長度電阻為R0的均勻電阻絲組成,磁場的磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里,PQ滑動過程中始終垂直導(dǎo)線框的ab、dc邊,且與導(dǎo)線框接觸良好,不計一切摩擦,則( )
A. PQ中的電流方向由P到Q,大小先變大后變小
B. PQ中的電流方向由Q到P,大小先變小后變大
C. 通過PQ的電流的最大值為
D. 通過PQ的電流的最小值為
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【題目】如圖所示,有一正三角形鋁框 abc處在水平向外的非勻強磁場中,場中各點的磁感應(yīng)強度 By=B0-cy,y為該點到地面的距離,c為常數(shù),B0為一定值。鋁框平面與磁場垂直,底邊bc水平(空氣阻力不計),將鋁框由靜止釋放,在鋁框下落到地面前的過程中( )
A.回路中的感應(yīng)電流沿順時針方向,底邊bc兩端間的電勢差為0
B.鋁框回路中的磁通量變大,有逆時針方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.底邊bc受到的安培力向上,折線bac受到的安培力向下,鋁框下落時的加速度大小可能等于g
D.鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
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【題目】在圖中有兩個物體A、B,GA=5N,GB=8N,A用懸線掛在天花板上,B放在水平地面上,A、B間的彈簧的彈力大小為2N,設(shè)懸線的拉力為T,B對地面的壓力為FN的可能值分別是( )
A. T=7N,FN=6N B. T=3N,FN=10N
C. T=7N,FN=10N D. T=3N,FN=6N
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