12.在研究“物體加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某學(xué)習(xí)小組使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:

(1)由于沒有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,該小組讓小車由靜止開始運(yùn)動(dòng),發(fā)生位移x,記錄時(shí)間t,則小車的加速度的表達(dá)式為a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$.
(2)指出該實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)明顯疏漏是沒有平衡摩擦力.
(3)糾正了疏漏之處后,保持小車的質(zhì)量M不變,改變沙桶與沙的總重力F,多次實(shí)驗(yàn),根據(jù)得到的數(shù)據(jù),在a-F圖象中描點(diǎn)(如圖所示).結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
A.軌道傾斜不夠         B.軌道傾斜過度
C.沙桶與沙的總重力太大   D.所用小車的質(zhì)量太大
(4)若不斷增加沙桶中沙的質(zhì)量,a-F圖象中各點(diǎn)連成的曲線將不斷延伸,那么加速度的趨向值為g,繩子拉力的趨向值為Mg.

分析 (1)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的明顯疏漏是沒有平衡摩擦力,通過重力沿軌道方向的分力與摩擦力平衡進(jìn)行平衡摩擦力.
(2)根據(jù)勻變速在小運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式得出加速度的表達(dá)式.
(3)當(dāng)M>>m時(shí),鉤碼的重力基本等于繩子的拉力,即小車的合力,當(dāng)不滿足M>>m時(shí),拉力和鉤碼的總重力出現(xiàn)明顯的差值,圖線偏離直線.
(4)若所掛鉤碼不斷增加,當(dāng)鉤碼的重力非常大時(shí),它將帶動(dòng)小車近似做加速度為g 的運(yùn)動(dòng),結(jié)合牛頓第二定律得出繩子拉力的趨向值.

解答 解:(1)根據(jù)位移時(shí)間公式得,x=$\frac{1}{2}$at2,則a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$;
(2)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)明顯的疏漏是沒有平衡摩擦力,即沒有墊起軌道右端,使小車的重力沿軌道的分力與摩擦力相平衡.
(3)由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線,所以在質(zhì)量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實(shí)驗(yàn)原理:mg=Ma,
得a=$\frac{mg}{M}$=$\frac{F}{M}$,而實(shí)際上a′=$\frac{mg}{M=m}$,可見A,B段明顯偏離直線是由于沒有滿足M>>m造成的,故C正確.
(4)因?yàn)殂^碼的重力在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中充當(dāng)小車所收到的合外力,當(dāng)鉤碼的重力非常大時(shí),它將帶動(dòng)小車近似做加速度為g 的運(yùn)動(dòng).此時(shí)由于T=Ma 因此,拉力約為小車與發(fā)射器的總重力,即Mg.
故答案為:(1)$\frac{2x}{{t}^{2}}$;(2)沒有平衡摩擦力;(3)C;(4)g,Mg.

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng),但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的,故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵.

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

10.如圖所示,一根繩繞過定滑輪,兩邊各系質(zhì)量為M和m的物體,M>m,M靜止在地面上,今將m托高H然后放手讓其下落,則M能上升的高度是(設(shè)M到最高點(diǎn)時(shí),m尚未落地)( 。
A.$\frac{{m}^{2}H}{{m}^{2}+{M}^{2}}$B.$\frac{{m}^{2}H}{{M}^{2}-{m}^{2}}$C.$\frac{{M}^{2}H}{{m}^{2}+{M}^{2}}$D.$\frac{{M}^{2}H}{{M}^{2}-{m}^{2}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.如圖甲所示,在某次探究彈力與彈簧長度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組將一根水平放置的彈簧左端固定在豎直墻壁上,右端固定在力學(xué)傳感器上,測得一組數(shù)據(jù)并填寫在表格里,右端固定在傳感器上,測得一組數(shù)據(jù)并填在表格里.


12345678
彈力(N)6.04.03.02.03.06.07.29.2
長度(cm)7.08.08.511.011.513.013.614.6
(1)請?jiān)趫D乙的坐標(biāo)紙上畫出F-x圖象,根據(jù)圖象可得這根彈簧的勁度系數(shù)為200N/m
(2)通過某次探究你能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是彈簧的彈力與彈簧的伸長量或壓縮量成正比.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.利用圖一裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn),
(1)以下說法正確的是BD.
A.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響
B.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與滑軌平行
C.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后,需要重新平衡摩擦力
D.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”應(yīng)使小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)本裝置中要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,如圖二所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器,其中甲裝置用的電源要求是A.
A.交流220V     B.直流220V    C.交流4-6V     D.直流4-6V

(3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖三.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,則此次實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A 點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為0.52m/s.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

7.如圖所示,電源的電動(dòng)勢為E=10V,它的內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=R2=R3=6Ω,電容器的電容C=150μF.求:
(1)電鍵S閉合,電路穩(wěn)定后,電容器所帶電荷量Q;
(2)電鍵S閉合,電路穩(wěn)定后,再斷開電鍵S后通過R3的電荷量Q’.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

17.我國不少省市“ETC”聯(lián)網(wǎng)正式啟動(dòng)運(yùn)行,“ETC”是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱.小轎車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示.假設(shè)小轎車以正常行駛速度v1=16m/s的速度沿直線向收費(fèi)站行駛,如果過“ETC”通道,需要在距收費(fèi)站中心線前d=12m處正好勻減速至v2=4m/s,然后以速度v2勻速行駛至中心線,再勻加速至v1后勻速行駛;如果過人工收費(fèi)通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過t0=25s繳費(fèi)成功后,再啟動(dòng)小轎車勻加速至v1后勻速行駛.設(shè)小轎車在減速和加速過程中的加速度大小分別為a1=1m/s2,和a2=2m/s2.可把小轎車視為質(zhì)點(diǎn),小轎車沿直線運(yùn)動(dòng)
(1)小轎車過‘’ETC“”通道時(shí),求小轎車從速度v1開始減速至再次達(dá)到速度v1所需的時(shí)間; 
(2)以速度v1并排行駛的甲、乙兩輛小轎車分別通過“ETC”通道和人工收費(fèi)通道,在通過收費(fèi)站且在速度均達(dá)到v1時(shí),求甲、乙兩小轎車之間的距離L.(可認(rèn)為兩小轎車是在同一直線上運(yùn)動(dòng))

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.有下列幾種情景,請根據(jù)所學(xué)知識(shí)選擇對情景的分析和判斷正確的是( 。
①點(diǎn)火后即將升空的火箭
②高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車
③運(yùn)動(dòng)的磁懸浮列車在軌道上髙速行駛
④太空中的空間站在繞地球做勻速運(yùn)動(dòng).
A.①中因火箭還沒運(yùn)動(dòng),所以加速度一定為零
B.②中轎車緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大
C.③中高速行駛的磁懸浮列車,因速度很大,所以加速度很大
D.④中空間站一定不能看做質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.小明用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的運(yùn)動(dòng),在實(shí)驗(yàn)過程中:
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流(選填“直流”或“交流”)電源.
(2)他打出一條紙帶,按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,如表所示.請年根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象.
計(jì)數(shù)點(diǎn)ABCDEF
時(shí)刻t/s00.10.20.30.40.5
瞬時(shí)速度v/(m•s-10.1500.2050.2700.3300.3950.450
(3)由作出的v--t圖象可以判斷,小車做勻加速(選填“勻速”、“勻加速”或“變加速”)直線運(yùn)動(dòng).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.下列關(guān)于位移和路程的說法中,正確的是(  )
A.位移的大小和路程總是相等,但位移是矢量,路程是標(biāo)量
B.運(yùn)動(dòng)物體的路程總大于位移
C.質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移就是路程
D.位移取決于始末位置,路程取決于實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線

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同步練習(xí)冊答案