1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,采用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.

(1)如圖2為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s,距離如圖,單位是cm,小車的加速度是1.58m/s2.(結(jié)果保留兩位小數(shù))
(2)以下措施正確的是BC(填入相應(yīng)的字母,多選少選均不得分)
A.平衡摩擦力時,應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B.平衡摩擦力時,小車后面的紙帶必須連好,因為運(yùn)動過程中紙帶也要受到阻力
C.每次改變小車的質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力
D.實驗時,先放開小車,后接通電源
(3)當(dāng)M與m的關(guān)系滿足M>>m時,才可認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(4)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做a與$\frac{1}{M}$的圖象.
(5)如圖3,甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線,說明實驗存在的問題是平衡摩擦力時木板傾角過大.

分析 (1)根據(jù)逐差法可以算出小車的加速度.
(2)探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時,要平衡摩擦力,平衡摩擦力時,要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力,不需要掛任何東西.小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出;平衡摩擦力時,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以約掉m,只需要平衡一次摩擦力.操作過程是先接通打點計時器的電源,再放開小車;
(3)要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力,需求出繩子的拉力,而要求繩子的拉力,應(yīng)先以整體為研究對象求出整體的加速度,再以M為研究對象求出繩子的拉力,通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m<<M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
(4)反比例函數(shù)圖象是曲線,而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系;正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系.
(5)圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度,說明平衡摩擦力時木板傾角過大.

解答 解:(1)每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出,所以相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s
根據(jù)逐差法得:a=$\frac{{s}_{6}^{\;}+{s}_{5}^{\;}+{s}_{4}^{\;}-{s}_{3}^{\;}-{s}_{2}^{\;}-{s}_{1}^{\;}}{9{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{(40.65-20.75)-20.75}{9×0.01}×1{0}_{\;}^{-2}$=1.58$m/{s}_{\;}^{2}$
(2)A、平衡摩擦力時,應(yīng)將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車拖著紙帶沿木板運(yùn)動,通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動,故A錯誤,B正確;
C、每次改變小車的質(zhì)量時,小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故C正確;
D、實驗時,應(yīng)先放開小車,再接通打點計時器電源,由于小車運(yùn)動較快,可能會使打出來的點很少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,同時要求開始小車要靠近打點計時器,故D錯誤;
故選:BC
(3))以整體為研究對象有:mg=(m+M)a
解得:a=$\frac{mg}{m+M}$
以M為研究對象有繩子的拉力為:F=Ma=$\frac{M}{m+M}$
顯然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
(4)根據(jù)牛頓第二定律F=Ma,a與M成反比,而反比例函數(shù)圖象是曲線,而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系,故不能作a-M圖象;但a=$\frac{F}{M}$,故a與$\frac{1}{M}$成正比,而正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系,故應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$圖象;
(5)圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度,說明平衡摩擦力時木板傾角過大.
故答案為:(1)1.58;(2)BC;(3)M>>m;(4)$\frac{1}{M}$;(5)平衡摩擦力時木板傾角過大

點評 只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目,而實驗步驟,實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān),故要加強(qiáng)對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.在“探究小車做勻變速直線運(yùn)動”的實驗中:
(1)下列操作中正確的有A、C.(填選項代號)
A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器
B.打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端
C.應(yīng)先接通電源,后釋放小車
D.電火花計時器應(yīng)使用低壓交流電源
(2)某同學(xué)在做“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”實驗時打出的紙帶如圖所示,每兩點之間還有四點沒有畫出來,圖中上面的數(shù)字為相鄰兩點間的距離,打點計時器的電源頻率為50Hz.(答案保留三位有效數(shù)字)

①打第4個計數(shù)點時紙帶的速度v4=1.20m/s.
②0-6點間的加速度為a=1.98m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題

10.一條放在磁場中的通電導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁場方向垂直,圖中已經(jīng)分別標(biāo)明電流、磁場和安培力這三個物理量中兩個量的方向,試在圖中標(biāo)出第三個量的方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.汽車以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,剎車后的加速度為4m/s2,那么開始剎車后3s與開始剎車后6s汽車通過的位移之比為( 。
A.21:25B.1:2C.7:8D.4:5

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.下表是某同學(xué)為探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù):
彈力:F/N0.51.01.52.02.5
彈簧的伸長x/cm2.65.07.49.913.0
(1)請你在如圖的坐標(biāo)紙上作出F-x圖象.
(2)寫出曲線所代表的函數(shù)(x用m作單位)F=(20x+0.02)N.
(3)解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義彈簧的自重.
(4)若彈簧的原長為40cm,并且以彈簧的總長度L為自變量,寫出函數(shù)表達(dá)式(以N和m為單位)F=(20L-7.98)N.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖,在水平向右的勻強(qiáng)電場中以豎直和水平方向建立直角坐標(biāo)系,一帶負(fù)電的小球從坐標(biāo)原點以初速度v0向第一象限某方向拋出,當(dāng)小球運(yùn)動到最高點A(圖中未畫出)時速度為v1,下列說法正確的是( 。
A.若v1=v0,則該過程小球的動能先增加后減小
B.若v1=v0,則該過程重力和電場力做的功均為零
C.若v1>v0,則該過程重力和電場力都對小球做正功引起小球動能增大
D.若v1>v0,則該過程小球電勢能的改變量大于小球重力勢能的改變量

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

13.如圖所示,在探究“恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系”實驗中
(1)下列說法正確的是AD.
A.牽引小車細(xì)線應(yīng)與木板平行
B.小車放在靠近打點計時器處,應(yīng)先釋放小車再接通打點計時器電源
C.可以通過紙帶上第一點到最后一點距離來計算小車獲得的速度
D.可以通過改變懸掛重物的質(zhì)量或者改變小車運(yùn)動的距離來改變牽引力做的功
(2)實驗中,某同學(xué)想用鉤碼的重力代表小車受到的合外力,為了減小誤差,除了平衡摩擦力外,鉤碼質(zhì)量m與小車的總質(zhì)量M還應(yīng)該滿足m<<M(選填“m≥M”、“m=M”、“m≤M”).
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平測量小車質(zhì)量M,讀出鉤碼總質(zhì)量m.讓鉤碼拉動小車加速運(yùn)動,用紙帶記錄小車運(yùn)動情況,在紙帶上取兩點,測出這兩點間距離L和這兩點的速度大小v1、v2(v1<v2),則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgL=$\frac{1}{2}$M(v22-v12)(用題中的字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.在探究功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中,某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖所示的紙帶.這條紙帶上的點兩端較密,中間稀疏.出現(xiàn)這種情況的原因可能是(  )
A.電源的頻率不穩(wěn)定B.木板傾斜的程度太大
C.沒有使木板傾斜或傾斜角太小D.小車受到的阻力較大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,在勻強(qiáng)電場中,有六個點A、B、C、D、E、F,正好構(gòu)成一正六邊形.點B、C、E的電勢分別為-20V、20V和60V.一帶電粒子從A點以某一速度沿AB方向射出后到達(dá)D點.不計重力.則下列判斷正確的是( 。
A.粒子帶負(fù)電
B.點F的電勢為20V
C.粒子在A點的電勢能小于在D點的電勢能
D.A、C兩點的電勢差UAC等于F、D兩點的電勢差UFD

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同步練習(xí)冊答案