3.像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器,每個(gè)光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成.當(dāng)有物體從光電門通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用如圖1所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上間距為l的兩個(gè)光電門(與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出).小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度(如圖2)d=5.15×10-3m(已知l>>d),光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s;
(2)用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為l,則小車的加速度表達(dá)式a=$\frac{({t}_{2}^{2}-{t}_{1}^{2})s71vima^{2}}{2l{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$(各量均用(1)(2)里的已知量的字母表示);
(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)做小車受的合外力,就必須平衡小車受到的摩擦力,正確的做法是不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止;
(4)某位同學(xué)通過測(cè)量,把砂和砂桶的重量當(dāng)做小車的合外力F,作出a-F圖線.如圖3中的實(shí)線所示.試分析:圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;曲線上部彎曲的原因是沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.

分析 (1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀.
(2)小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度v=$\fracspryck3{t}$和位移關(guān)系v2-v02=2as可以求出加速度的大。
(3)注意平衡摩擦力的原理,利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力,若物體能勻速運(yùn)動(dòng)則說明恰好平衡了摩擦力;
(4)根據(jù)圖象特點(diǎn)結(jié)合牛頓第二定律可正確解答.

解答 解:(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知,主尺的讀數(shù)為5mm,游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊,因此最后讀數(shù)為:5mm+3×0.05mm=5.15mm=5.15×10-3m
(2)窄片K的寬度很小,可以利用平均速度來代替瞬時(shí)速度,因此有:v1=$\frackvnguso{{t}_{1}}$,v2=$\fracd1oft81{{t}_{2}}$,
根據(jù)速度與位移關(guān)系可知小車的加速度大小為:a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2l}$,
解得:a=$\frac{({t}_{2}^{2}-{t}_{1}^{2})bd0xg5t^{2}}{2l{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$.
(3)根據(jù)物體平衡條件進(jìn)行平衡摩擦力,具體操作為:在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高,當(dāng)小車能夠勻速下滑時(shí)說明已經(jīng)平衡摩擦力.
所以在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高,當(dāng)小車能夠勻速下滑時(shí)說明已經(jīng)平衡摩擦力.
(4)由圖2可知,開始物體所受拉力為零時(shí),卻產(chǎn)生了加速度,故操作過程中平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大.
所以:平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大(或平衡摩擦力過度),根據(jù)牛頓第二定律,可知曲線上部彎曲的原因是:沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.
故答案為:(1)5.15×10-3;(2)$\frac{({t}_{2}^{2}-{t}_{1}^{2})0nvs1qs^{2}}{2l{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$;
(3)不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止.
(4)平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于課本中的基本力學(xué)實(shí)驗(yàn),無論形式如何變化,只要根據(jù)所學(xué)基本物理知識(shí),弄清其實(shí)驗(yàn)原理,熟練應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí),即可找到解決問題的突破口.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

19.水平光滑的絕緣細(xì)管中,兩相同的帶電金屬小球相向運(yùn)動(dòng),當(dāng)相距L時(shí),加速度大小均為a,已知A球帶電荷量為+q,B球帶電荷量為-3q.當(dāng)兩球相碰后再次相距為L(zhǎng)時(shí),兩球加速度大小為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖所示,一輕質(zhì)彈一端系在墻上的O點(diǎn),另一端連接小物體,彈簧自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn),讓小物體m連在彈簧上,并把彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,物體與水平地面間的摩擦力恒定,下列說法中正確的是(  )
A.物體從A到B速度越來越大,從B到C速度越來越小
B.物體從A到B速度越來越小,從B到C速度越來越大
C.物體從A到B速度先增大后減小,從B到C速度一直減小
D.物體在B點(diǎn)受到的合外力為零

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.(1)為探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系(形變?cè)趶椥韵薅戎畠?nèi)),甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn),裝置圖如1:

第一步,調(diào)節(jié)彈簧與力傳感器和滑塊連接點(diǎn)位置,使彈簧與氣墊導(dǎo)軌平行.
第二步,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌處于水平.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的螺釘,若力傳感器的示數(shù)為零,則表示氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整水平.并記錄此時(shí)滑塊的位置X1
第三步,把沙桶和滑塊通過快過定滑輪的細(xì)線鏈接起來,調(diào)節(jié)滑輪高低使得細(xì)線與導(dǎo)軌平行.
第四步,往沙桶里加入適量的細(xì)沙,記錄滑塊靜止時(shí)的位置X1及力傳感器的示數(shù)F1
第五步,重復(fù)第四步實(shí)驗(yàn)多次,依次記錄滑塊的位置X2.X3…Xn…及相應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F2、F3…Fn….
第六步,在坐標(biāo)紙上作出F與(Xn-X0)圖象,如圖2,則可得結(jié)論:彈簧彈力與形變量成線性關(guān)系.
圖象不過原點(diǎn)的可能原因是:彈簧應(yīng)處于壓縮狀態(tài);若縱截距值很小可忽略,則有圖象知滑塊從Xn位置運(yùn)動(dòng)到Xn位置過程中滑塊對(duì)彈簧做的功:W=$\frac{1}{2}$Fn(xn-x0)(用Fn、X0、Xn表示).
(2)在上述基礎(chǔ)之上,乙同學(xué)也想用上述裝置研究彈簧.滑塊.沙桶和沙組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,他進(jìn)行了如下操作.在沙桶中加入適量的沙子,使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),然后用手托住沙桶沿豎直方向運(yùn)動(dòng),使滑塊恰好回XnXn已知)位置,放手后,沙桶下落.該同學(xué)為了完成本實(shí)驗(yàn),下列必需的操作是:CD.
A.測(cè)量滑塊的質(zhì)量M
B.測(cè)量沙和沙桶的總質(zhì)量m
C.記錄系統(tǒng)靜止時(shí)滑塊的位Xn
D.記錄滑塊向右運(yùn)動(dòng)的最大位置記Xn

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量手機(jī)電池的質(zhì)量,為使滑塊平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),小明把兩塊質(zhì)量相等的手機(jī)電池用輕細(xì)棉線固定在滑塊的兩側(cè).接通氣源,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平,把細(xì)線的一端連接在滑塊上,另一端固定在鉤碼上.
(1)如圖乙,小明用螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光條的寬度L=6.000mm.
(2)將固定好手機(jī)電池的滑塊從圖甲所示的位置由靜止釋放,在鉤碼的牽引下先后通過兩個(gè)光電門,數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為△t1=6.00×10-3 s,通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為△t2=2.00×10-3 s,遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為△t=0.80 s,則手機(jī)電池的加速度a=2.5m/s2
(3)已知鉤碼的質(zhì)量m1=250g,滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m2 =600g,則一塊手機(jī)電池的質(zhì)量為m=75g.(取重力加速度g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.某小組做“探究彈簧彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),先把彈簧平放在桌面上,用刻度尺測(cè)得彈簧的原長(zhǎng)L0=4.6cm,再把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧的長(zhǎng)度x,數(shù)據(jù)記錄如下表所示.
鉤碼個(gè)數(shù)12345
彈力F/N1.02.03.04.05.0
彈簧的長(zhǎng)度x/cm7.09.011.013.015.0
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出F-x圖線;
(2)由此圖線可得,該彈簧勁度系數(shù)k=50N/m;該彈簧的自重為0.2N.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置,進(jìn)行“探究加速度a與合力F、質(zhì)量m之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).
①關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列操作正確的是B
(將正確選項(xiàng)前的字母填人空格中).
A.先釋放小車再啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
B.先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車
②平衡摩擦力后,首先探究小車的加速度與它所受的力的關(guān)系:掛上沙桶,在桶中加入適量的沙子,使小車在拉力的作用下運(yùn)動(dòng),按照規(guī)范要求進(jìn)行操作,打出的紙帶應(yīng)是圖2中的A (選填“A”或“B”)紙帶.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容.若電熱水壺正常工作時(shí),根據(jù)表中信息可計(jì)算出額定電壓下通過電熱水壺的電流約為( 。
型    號(hào)SP-988額定功率1800W
額定電壓220V額定容量1.8L
A.0.22AB.26.9AC.8.18AD.0.12A

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.如圖,在很長(zhǎng)的水平桌面上放置的彈簧一端固定在墻上,另一端緊靠一木塊,并用手水平向左壓住木塊,由于彈簧勁度系數(shù)很大,故壓縮量很。(qǐng)利用一架天平、一塊秒表和一把直尺,測(cè)出彈簧的彈性勢(shì)能.
①寫出測(cè)量方法測(cè)出m,再測(cè)出m滑行的距離S和時(shí)間t..
②推導(dǎo)出根據(jù)測(cè)量所得的量計(jì)算彈性勢(shì)能的表達(dá)式.

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同步練習(xí)冊(cè)答案