12.重慶一中物理實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn),圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖.
(1)圖乙所示為某小組在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s,若測(cè)得d6=65.00cm,d3=19.00cm,則打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vD=1.1 m/s,小車加速度a=3.0m/s2.(以上計(jì)算結(jié)果均保留二位有效數(shù)字),如果實(shí)驗(yàn)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的實(shí)際頻率f偏大,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏。ㄌ睢捌蟆被颉捌 保

(2)某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)后得到了如圖丙所示的兩條a-F 圖線.
(Ⅰ)圖線①不過(guò)原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大;
(Ⅱ)圖線②不過(guò)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角偏;
(Ⅲ)分析丙圖可得小車質(zhì)量m=0.5kg;假設(shè)得到圖線②時(shí)長(zhǎng)木板水平且小車和木板間的摩擦為滑動(dòng)摩擦,則他們接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.(g取10m/s2

分析 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度,可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大。鞔_周期和頻率之間的關(guān)系,了解真實(shí)值和測(cè)量值之間的關(guān)系,可正確解答.
(2)Ⅰ、直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn),當(dāng)F=0時(shí),a>0.也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車還有加速度,說(shuō)明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大.
Ⅱ、根據(jù)只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度,得出沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠
Ⅲ、根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與F的關(guān)系式,結(jié)合圖線的斜率和截距求出總質(zhì)量m和動(dòng)摩擦因數(shù)的大。

解答 解:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度,所以${v}_{D}^{\;}=\frac{ncgpsmv_{6}^{\;}}{6T}=\frac{0.65m}{0.6s}1.1m/s$
由$△x=a{t}_{\;}^{2}$可得:
$a=\frac{(zzw9hks_{6}^{\;}-xqo4cqj_{3}^{\;})-js4wfyq_{3}^{\;}}{(3T)_{\;}^{2}}=\frac{(0.65-0.19)-0.19}{(0.3)_{\;}^{2}}m/{s}_{\;}^{2}=3.0m/{s}_{\;}^{2}$
如果實(shí)驗(yàn)時(shí)因電網(wǎng)中交變電流的實(shí)際頻率f偏大,則周期T偏小,計(jì)算時(shí)按實(shí)際周期算是準(zhǔn)確的,但是仍按正常周期計(jì)算,則所得加速度比真實(shí)值偏。
(2)Ⅰ、由實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和題意可知圖線①不過(guò)原點(diǎn)的原因是:平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大;
Ⅱ、由實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和題意可知②不過(guò)原點(diǎn)的原因是:未平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角偏。
Ⅲ、由$F-{F}_{f}^{\;}=ma$可知$a=\frac{1}{m}F-\frac{{F}_{f}^{\;}}{m}$,所以圖線的斜率為$\frac{1}{m}$,所以$\frac{1}{m}=\frac{1}{2}k{g}_{\;}^{-1}$,m=0.5kg;由圖線②可得小車受到的摩擦力${F}_{f}^{\;}=1N$,由${F}_{f}^{\;}=μmg$可得μ=0.2
故答案為:(1)1.1                3.0                 偏小
(2)Ⅰ、平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大
Ⅱ、未平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角偏小
Ⅲ、0.5               0.2

點(diǎn)評(píng) 此類問(wèn)題計(jì)算某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度用平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的速度,加速度用$△x=a{T}_{\;}^{2}$來(lái)計(jì)算,圖線的斜率為$\frac{1}{m}$,與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)有不同的物理意義,在F軸上有截距表示未平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角偏小,在a軸上有截距表示平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.質(zhì)量為m的木塊在與水平方向成θ角的推力F的作用下,在水平地面上作勻速運(yùn)動(dòng),已知木塊與地面間的摩擦因數(shù)為μ,那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為( 。
A.μmgB.μ(mg+Fsinθ)C.μ(mg-Fsinθ)D.Fcosθ

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.A為滑塊,滑塊上的遮光板寬△x=3cm;B、C為光電門(與計(jì)時(shí)器連接,計(jì)時(shí)精度為0.1ms),D為牽引砝碼.滑塊A的遮光板通過(guò)光電門B的時(shí)間為△t1,速度為v1;通過(guò)光電門C的時(shí)間為△t2,速度為v2;滑塊在BC間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,BC間的距離為s;通過(guò)改變C的位置改變t、s和v2,多次改變C的位置,取得盡可能多的數(shù)據(jù).
每次測(cè)量都從同一位置釋放滑塊A,共操作6次,得到的數(shù)據(jù)和處理如表所示.
n/次△t1/ms△t2/mst/msv1/(m•s-1v2/(m•s-1
192.866.4260
292.859.7365
393.254.6462
492.750.5548
59347.3627
692.944.7704
表中的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有三列:△t2、△t1、t,根據(jù)這些數(shù)據(jù)完成任務(wù):
(1)利用計(jì)算式v1=$\frac{△x}{{△{t_1}}}$,v2=$\frac{△x}{{△{t_2}}}$計(jì)算滑塊A的遮光板通過(guò)光電門B和C的瞬時(shí)速度,并填在表中(以m/s為單位,保留兩位小數(shù));
(2)畫出滑塊A的速度圖象;
(3)計(jì)算滑塊A的加速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖,光滑水平面上放著質(zhì)量為M的木板,木板的上表面粗糙且木板左端有一個(gè)質(zhì)量為m的木塊.現(xiàn)對(duì)木塊施加一個(gè)水平向右的恒力F,木塊與木板由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t分離.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.若僅增大木板的質(zhì)量M,則時(shí)間t減小
B.若僅增大木塊的質(zhì)量m,則時(shí)間t增大
C.若僅增大恒力F,則時(shí)間t增大
D.若僅增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),則時(shí)間t增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示,讓物體分別同時(shí)從豎直圓上的P1、P2處由靜止開始下滑,沿光滑的弦軌道P1A、
P2A滑到A處,P1A、P2A與豎直直徑的夾角分別為θ1、θ2.則( 。
A.若兩物體質(zhì)量相同,則兩物體所受的合外力之比為cosθ1:cosθ2
B.物體沿P1A、P2A下滑加速度之比為sinθ1:sinθ2
C.物體沿P1A、P2A下滑到A處的速度之比為cosθ1:cosθ2
D.物體沿P1A、P2A下滑的時(shí)間之比為1:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

17.如圖所示,在xOy平面內(nèi),有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形區(qū)域OPQ,PQ邊與x軸垂直,在三角形區(qū)域以外,均存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三角形OPQ區(qū)域內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)分布.現(xiàn)有質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),粒子重力忽略不計(jì).
(1)若要使該粒子不出磁場(chǎng),直接到達(dá)P點(diǎn),求粒子從O點(diǎn)射入的最小速度的大小和方向;
(2)若粒子從O點(diǎn)以初速度vo,沿x軸正方向射人,能再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn),求該粒子從出發(fā)到再次過(guò)O點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.一升降機(jī)在箱底裝有若干個(gè)彈簧,如圖所示,設(shè)在某次事故中,升降機(jī)吊索在空中斷裂,忽略摩擦力,則升降機(jī)在從彈簧下端觸地后直到最低點(diǎn)的一段過(guò)程中( 。
A.升降機(jī)的動(dòng)能不斷減小
B.升降機(jī)的機(jī)械能不斷減小
C.彈簧彈性勢(shì)能與升降機(jī)重力勢(shì)能之和不斷增大
D.先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功,然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.(1)在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,有人提出以下幾點(diǎn)建議:
A.適當(dāng)加長(zhǎng)擺線
B.質(zhì)量相同、體積不同的擺球,應(yīng)選用體積較大的
C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大
D.當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí),用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期
其中對(duì)提高測(cè)量精確度有利的是AC
(2)某同學(xué)在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,由于擺球密度不均勻,無(wú)法確定其重心位置,他第一次量得懸線長(zhǎng)l1,測(cè)得的周期為T1,第二次量得懸線長(zhǎng)為l2,測(cè)得周期為T2,根據(jù)上述數(shù)據(jù),g的值應(yīng)為B
A.$\frac{4{π}^{2}({l}_{1}+{l}_{2})}{{T}_{1}^{2}+{T}_{2}^{2}}$    B.$\frac{4{π}^{2}({l}_{1}-{l}_{2})}{{T}_{1}^{2}-{T}_{2}^{2}}$      C.$\frac{4{π}^{2}\sqrt{{l}_{1}{l}_{2}}}{{T}_{1}{T}_{2}}$     D.$\frac{4{π}^{2}({l}_{1}-{l}_{2})}{{T}_{1}^{2}+{T}_{2}^{2}}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.如圖所示,輕彈簧一端固定在與斜面垂直的擋板上,另一端點(diǎn)在O位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=3$\sqrt{{gx}_{0}sinθ}$頂端P點(diǎn)沿斜面向下運(yùn)動(dòng),與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后,A又被彈簧彈回.物塊A離開彈簧后,恰好回到P點(diǎn).已知OP的距離為x0塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=2tanθ,斜面傾角為θ,重力加速度為g求:
(1)O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離x1
(2)彈簧在最低點(diǎn)O′處的彈性勢(shì)能;
(3)在輕彈簧旁邊并排放置另一根與之完全相同的彈簧,一端與擋板固定.若將另一個(gè)與A材料相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與兩根彈簧右端拴接,設(shè)B的質(zhì)量為βm將A與B并排在一起,使兩根彈簧仍壓縮到O′點(diǎn)位置,然后從靜止釋放,若A離開B后A最終未沖出斜面,求β需滿足的條件?

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同步練習(xí)冊(cè)答案