精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
8.某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系.將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上,緩慢向小桶中加入細砂,直到小車剛開始運動為止,記下傳感器的最大示數F0.再將小車放回原處并按住,繼續(xù)向小桶中加入細砂,記下傳感器的示數F1.釋放小車,記錄小車運動時傳感器的示數F2

(1)接通頻率為50Hz的交流電源,釋放小車,打出如圖乙所示的紙帶.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離,則小車的加速度a=0.16m/s2(結果保留2位有效數字).
(2)同一次實驗中,F1>F2(選填“<”、“=”或“>”).
(3)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,獲得多組數據,描繪小車加速度a與F的關系如圖丙所示.不計紙帶與計時器間的摩擦.圖象中F是實驗中測得的C.
A.F1    B.F2  C.F1-F0  D.F2-F0
(4)關于該實驗,下列說法中正確的是D.
A.小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量
B.實驗中需要將長木板右端墊高
C.實驗中需要測出小車和傳感器的總質量
D.用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數據.

分析 (1)根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大;
(2)對小桶受力分析,根據牛頓第二定律求解;
(3)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,獲得多組數據,描繪小車加速度a與合力F(F=F1-F0)的關系圖象,由于已經平衡摩擦力,所以圖象應該過原點;
(4)在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小,實驗中不需要將長木板右端墊高,因為已經測量了小車所受摩擦力的大小,用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數據.

解答 解:(1)由于每相鄰兩個計數點間還有4個點,所以相鄰的計數點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s,
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可知,加速度:a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0400-0.0352}{3×0.{1}^{2}}$=0.16 m/s2,
(2)對小桶受力分析,設小桶重力為mg,木板釋放前彈簧秤的示數F1,所以F1=mg,
設小車的重力為Mg,小車在加速運動時彈簧秤的示數F2,根據牛頓第二定律得:mg-F2=ma,所以F1>F2;
(3)由牛頓第二定律可知,加速度與合外力成正比,由題意可知,小車受到的合力:F=F1-F0,則a與F,即a與F1-F0成正比,F=F1-F0,故選C;
(4)A、在該實驗中力傳感器可以直接得出力的大小,不需要使小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量,故A錯誤;
B、實驗中不需要將長木板右端墊高,因為已經測量了小車所受摩擦力的大小,故B錯誤;
C、實驗中不需要測出小車和傳感器的總質量,只需要保證小車和傳感器的總質量不變,故C錯誤;
D、用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實驗數據,故D正確;故選:D.
故答案為:(1)0.16;(2)>;(3)C;(4)D.

點評 本題借助實驗考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應用,在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用,提高解決問題能力.解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項,其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.在如圖所示的電路中,當開關S接a點時,電壓表示數為5V,標有“5V  2.5W”的小燈泡L正常發(fā)光;當開關S接b點時,電流表示數為1A,電壓表示數為4V.求:
(1)當開關S接a點時,電流表的示數.
(2)電阻R的阻值.
(3)電源的電動勢和內阻.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

19.某實驗小組在探究“加速度與物體質量、受力的關系”的實驗中,設計如下的實驗方案,實驗裝置如圖甲所示,打點計時器所接交流電源的頻率是50Hz,具體實驗步驟如下:
A.按圖甲所示安裝好實驗裝置;
B.調節(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量m;
D.先接通打點計時器的電源,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加速度a;
E.重新掛上細繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼質量,重復B~D步驟,求得小車在不同合外力F作用下的加速度.

回答以下問題:
(1)按上述方案做實驗不要求(填“要求”或“不要求”)砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車質量.
(2)實驗打出的其中一條紙帶如圖乙所示,由該紙帶可測得小車的加速度是1.44m/s2
(3)某同學根據實驗中采集的數據畫出了a-F圖象(a表示小車的加速度,F表示砝碼盤中砝碼的總重量),如圖丙所示,造成圖線不過坐標原點的主要原因是未考慮砝碼盤的重力,從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是砝碼盤的重力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,小球靜止.現若將力F撤去,小球將向上彈起并離開彈簧,則此過程中下列說法錯誤的是( 。
A.小球的速度先增大后減小B.小球離開彈簧時速度最大
C.小球速度最大時加速度為零D.小球加速度先減小后增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

3.在“探究加速度與力、質量的關系的實驗”時,采用了如圖甲所示的實驗方案.操作如下:
(1)平衡摩擦力時,若所有的操作均正確,打出的紙帶如圖乙所示,應增大(填“減小”或“增大”)木板的傾角,反復調節(jié),直到紙帶上打出的點跡間距相等為止.
(2)已知小車質量為M,盤和砝碼的總質量為m,要使細線的拉力近似等于盤和砝碼和總重力,應該滿足的條件是m遠小于M(填“遠小于”、“遠大于”或“等于”).

(3)圖丙為小車質量一定時,根據實驗數據描繪的小車加速度a與盤和砝碼的總質量m之間的實驗關系圖象.若牛頓第二定律成立,則小車的質量M=0.08kg.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.如圖所示,在O點放置一個正點電荷Q,ABC為一光滑的豎直絕緣桿,桿與以O為圓心、R為半徑的圓(圖中虛線)相交于B、C兩點,一個帶正電的小球穿在桿上,將小球從A點由靜止釋放,小球的質量為m、電荷量為q.∠BOC=60°,A、C間距離為h.若小球通過B點的速度大小為v,試求:
(1)小球通過C點的速度大;
(2)小球由A運動到C的過程中電勢能的增加量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.圖中MN是由一負點電荷產生的電場中的一條電場線.一個帶正電的粒子+q飛入電場后,只受電場力的作用下沿一條曲線(圖中虛線)運動,a、b是該曲線上的兩點,則( 。
A.a點的電場強度Ea小于b點的電場強度Eb
B.a點的電勢Ua低于b點的電勢Ub
C.粒子在a點的動能Eka小于在b點的動能Ekb
D.粒子在a點的電勢能Epa低于在b點的電勢能Epb

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系.一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上,裝有力傳感器的小車由繞過定滑輪的細繩與砂桶連接,小車后面連接通過打點計時器的紙帶.主要操作如下:
①緩慢向小桶中加入細砂,直到輕推小車后小車緩慢運動,記下此時傳感器的示數F0
②再將小車放回原處并按住,向小桶中加入一定量的細砂,此狀態(tài)下傳感器的示數記為F1;接通打點計時器的電源(交變電流的頻率為50Hz),釋放小車,小車運動過程中傳感器的示數記為F2.將F1、F2數值記錄在該條紙帶上.
③改變砂桶中砂的質量,重復步驟②,獲得多組數據.

(1)某次實驗中,打出的一條紙帶如圖乙所示,從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離,則小車的加速度a=0.18m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復實驗,獲得多組數據,不計紙帶與計時器間的摩擦.描繪小車加速度a與力F(F=F1-F0)的關系圖象是B.

(3)同一次實驗中,小車釋放前傳感器示數F1與小車加速運動時傳感器示數F2的關系是F1>F2(選填“<”、“=”或“>”).
(4)保持小車和力傳感器質量不變時,研究a與合力F的關系時,F=C.較為合理.
A.F1B.F2C.F1-F0D.F2-F0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.某同學在電梯里的托盤秤上放一個質量為m=5kg的玩具,電梯從一樓上升到六樓停下,測得從啟動到勻速再到制動停下所用總時間t=6s,托盤秤讀數的差值最大為30N,如果電梯從一樓上到六樓通過的位移為x=24m,設電梯啟動時和制動時的加速度大小相等且恒定,取重力加速度g=10m/s2,則電梯啟動和制動時的加速度大小a和勻速運動時的速度大小v分別為(  )
A.a=6m/s2    v=6m/sB.a=3m/s2    v=6m/s
C.a=6m/s2    v=3m/sD.a=3m/s2    v=3m/s

查看答案和解析>>

同步練習冊答案