【題目】某同學欲運用牛頓第二定律測量滑塊的質量M,其實驗裝置如圖甲所示,設計的實驗步驟為:

1調整長木板傾角,當鉤碼的質量為m0時滑塊恰好沿木板向下做勻速運動;

2保持木板傾角不變,撤去鉤碼m0,將滑塊移近打點計時器,然后釋放滑塊,滑塊沿木板向下做勻加速直線運動,并打出點跡清晰的紙帶如圖乙所示(打點計時器的工作頻率為50Hz)

請回答下列問題:

①打點計時器在打下D點時滑塊的速度vD=__________m/s;(結果保留3位有效數(shù)字)

②滑塊做勻加速直線運動的加速度a=_____m/s2;(結果保留3位有效數(shù)字)

③滑塊質量M=___________(用字母a、m0和當?shù)刂亓铀俣?/span>g表示)

3保持木板傾角不變,掛上質量為m(均小于m0)的鉤碼,滑塊沿木板向下勻加速運動,測出滑塊的加速度;多次改變鉤碼的質量,分別求出相應的加速度.

4若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等,作出a—mg圖象如圖丙所示,則由圖丙可求得滑塊的質量M=______kg(g=10m/s2,結果保留3位有效數(shù)字)

【答案】 1.69 3.88 0.200

【解析】試題分析:根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大;根據(jù)勻變速直線運動的推論公式可以求出加速度的大;當取下細繩和鉤碼時,由于滑塊所受其它力不變,因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向;

根據(jù)牛頓第二定律有mg=Ma,由此可解得滑塊的質量.

從圖乙中可知, ,

2①相鄰計數(shù)點間的時間間隔為,根據(jù)勻變速直線運動過程中的中間時刻速度推論可得,

②根據(jù)逐差法可得,聯(lián)立即得

③滑塊做勻速運動時受力平衡作用,由平衡條件得,撤去時滑塊做勻加速直線運動時,受到的合外力,由牛頓第二定律得,解得

4)滑塊做勻速運動時受力平衡作用,由平衡條件得,掛上質量為m的鉤碼時滑塊沿木板向下做勻加速直線運動,受到的合外力為,由牛頓第二定律得,解得,由圖丙所示圖象可知,解得M=0.200kg

練習冊系列答案
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【題目】如圖甲為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個接頭.原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如圖乙所示.若只在cd的間接一只R1=25Ω的電阻,或只在de間接一只R2=225Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為800W.

(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式;

(2)求匝數(shù)比nab:ncd:nde

(3)若將R1、R2串聯(lián)接在ce間,求此時原線圈中的電流.

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【題目】如圖所示,豎直平面內有一半圓槽,A、C等高,B為圓槽最低點,小球從A點正上方O點靜止釋放,從A點切入圓槽,剛好能運動至C點。設球在AB段和BC段運動過程中,運動時間分別為t1、t2,合外力的沖量大小為I1、I2,則(

A. I1>I2 B. t1=t2 C. t1>t2 D. I1=I2

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【題目】如圖所示的電路中,兩支路的電阻相等,流過電流表A1的電流強度為I1,流過電流表A2的電流強度為I2,則在接通開關S和斷開開關S的瞬間,觀察到的現(xiàn)象是( )

A. 接通S的瞬間,I1<I2;斷開S的瞬間,I1>I2

B. 接通S的瞬間,I1<I2;斷開S的瞬間,I1=I2

C. 接通S的瞬間,I1=I2;斷開S的瞬間,I1<I2

D. 接通S的瞬間,I1>I2;斷開S的瞬間,I1=I2

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【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向上,在磁場中有一個總電阻為R、每邊長為L的正方形金屬框abcd,其中ab、cd邊質量均為m,其他兩邊質量不計,cd邊裝有固定的水平軸,F(xiàn)將金屬框從水平面位置無初速釋放,若不計一切摩擦,金屬框經(jīng)時間t剛好到達豎直面位置abcd。

1)在圖上標出ab邊到達最低位置時感應電流的方向;a/→b/

2)求在時間t內流過金屬框的電荷量;BL2/R

3)若在時間t內金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求ab邊在最低位置時受的磁場力多大?

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【題目】物體沿弧形軌道滑下后進入足夠長的水平傳送帶,傳送帶以圖示方向勻速運動,則傳送帶對物體做功情況可能是()

A. 始終不做功 B. 先做負功后做正功

C. 先做正功后做負功 D. 先做負功后不做功

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【題目】傾角的粗糙斜面位于水平地面上,質量m=2kg木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經(jīng)t=2s到達底端,斜面長度L=4m,在此過程中斜面保持靜止,g10m/s2。求:

1)木塊下滑的加速度a

2)木塊對斜面的壓力F的大小與方向;

3)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ

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【題目】一個半徑為R的絕緣光滑的圓環(huán)豎直放置在方向水平向右的、場強為E的勻強電場中,如圖所示,環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可以沿環(huán)無摩擦滑動.已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時的速度恰好為零.由此可知,下列說法正確的是(

A. 小球在d點時的加速度為零

B. 小球在d點時的電勢能最大

C. 小球在b點時的機械能最大

D. 小球在運動中動能的最大值為(1+)mgR

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【題目】如圖所示,一個閉合三角形導線框ABC位于豎直平面內,其下方(略靠前)固定一根與線框平面平行的水平直導線,導線中通以圖示方向的恒定電流.釋放線框,它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉動,在此過程中(  )

A. 線框中感應電流方向依次為ACBAABCA

B. 線框的磁通量為零時,感應電流卻不為零

C. 線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上

D. 線框做自由落體運動

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