13.小葉同學(xué)利用圖甲裝置來(lái)探究加速度與力、質(zhì)量之間的定性關(guān)系.

(1)他安裝儀器后,準(zhǔn)備開始測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)如圖甲所示,從圖片上看,你覺得他在開始正確測(cè)量前必須得修正哪幾個(gè)方面的問題?(請(qǐng)寫出兩點(diǎn))
①長(zhǎng)木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力
②細(xì)線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行
(2)修正后,小葉同學(xué)就開始實(shí)驗(yàn)測(cè)量,他所接的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源檔位如圖乙所示,則他所選的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電磁(填“電火花”或“電磁”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz.,圖丙是小葉同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,其中A、B、C、D、E每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出.寫出用s1、s3以及f來(lái)表示小車加速度的計(jì)算式:a=$\frac{{(s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{100}$.根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù),算得小車的加速度a大小為0.60m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(4)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量,根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖丁所示),此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C
A.小車與軌道之間存在摩擦      B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大        D.所用小車的質(zhì)量太大.

分析 (1、2)實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡小車受到的摩擦力,重物與小車的連線應(yīng)平行于木板,知道電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別;
(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),利用逐差法可以求出其加速度的大;
(4)根據(jù)圖象得出變量之間的關(guān)系,知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件.

解答 解:(1)長(zhǎng)木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;細(xì)線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;
(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V交流電壓,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接接在220V交流電壓上,所以他所選的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(3)由題意可知兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為:T=$\frac{5}{f}$=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論有:
${s}_{3}-{s}_{1}=2a{T}^{2}$,
${s}_{4}-{s}_{2}=2a{T}^{2}$,
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$
即:a=$\frac{{(s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{100}$
帶入數(shù)據(jù)解得:a=0.60m/s2
(4)由實(shí)驗(yàn)原理:mg=Ma
得a=$\frac{mg}{M}=\frac{F}{M}$,
而實(shí)際上a′=$\frac{mg}{(M+m)}$,可見AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M>>m造成的.
故選:C.
故答案為:
(1)長(zhǎng)木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;細(xì)線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;
(2)電磁;(3)$\frac{{(s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{100}$;0.60;(4)C

點(diǎn)評(píng) 在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法,本實(shí)驗(yàn)只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量的雙重條件下,才能用鉤碼重力代替小車所受的合力,同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,加強(qiáng)解決實(shí)驗(yàn)問題的能力,知道兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別與聯(lián)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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20.如圖所示,在水平天花板的A點(diǎn)處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直.桿的下端有一個(gè)輕滑輪O.另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點(diǎn)處,細(xì)線跨過滑輪O,下端系一個(gè)重為G的物體,BO段細(xì)線與天花板的夾角θ=30°.系統(tǒng)保持靜止,不計(jì)一切摩擦.下列說法中錯(cuò)誤的是( 。
A.細(xì)線BO對(duì)天花板的拉力大小是$\frac{G}{2}$B.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是$\frac{G}{2}$
C.a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小是GD.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是G

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1.靜電力常量k=9.0×109N•m2/C2,一個(gè)電子的電荷量為1.6×10-19C.

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1.如圖所示,質(zhì)量為M=3.0kg的長(zhǎng)方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一質(zhì)量為m=1.0kg的小木塊A.現(xiàn)以地面為參考系,給A和B以大小均為4.0m/s,方向相反的初速度,使A開始向左運(yùn)動(dòng),B開始向右運(yùn)動(dòng),但最后A并沒有滑離木板,站在地面上的觀察者看到一段時(shí)間內(nèi)小木塊A正在做加速運(yùn)動(dòng),求這段時(shí)間內(nèi)木板B相對(duì)地面的速度范圍.

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8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究合力一定時(shí),物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系.
(1)做實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)可讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間(遮光條的遮光時(shí)間)分別為△t1、△t2:用刻度尺測(cè)得兩個(gè)光電門中心之間的距離x,用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度d.則滑塊經(jīng)過光電門l時(shí)的速度表達(dá)式v1=$\frac9tzxf9r{△{t}_{1}}$;經(jīng)過光電門2時(shí)的速度表達(dá)式v2=$\fract9z79jr{△{t}_{2}}$,滑塊加速度的表達(dá)式a=$\frac{{(\fracrzvrf5v{△{t}_{2}})}^{2}-{(\fractnrvx97{△{t}_{1}})}^{2}}{2x}$.(以上表達(dá)式均用已知字母表示).如圖乙所示,若用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度,其讀數(shù)為8.15mm.

(2)為了保持滑塊所受的合力不變,可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h(見圖甲).關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h”的正確操作方法是BC.
A.M增大時(shí),h增大,以保持二者乘積增大      B.M增大時(shí),h減小,以保持二者乘積不變.
C.M減小時(shí),h增大,以保持二者乘積不變      D.M減小時(shí),h減小,以保持二者乘積減。

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18.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器,丙圖中M包括小車和與小車固連的滑輪),鉤碼總質(zhì)量用m表示.

(1)三組實(shí)驗(yàn)中需要平衡小車與長(zhǎng)木板間摩擦力甲乙丙;(用甲、乙、丙表示)
(2)三組實(shí)驗(yàn)中需滿足M>>m的是甲;
(3)若采用圖甲所示的方法研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”,M為小車總質(zhì)量,(其中小車自身質(zhì)量用M0表示,車上所加砝碼質(zhì)量用m0表示)所畫出的實(shí)驗(yàn)圖象如圖丁所示.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車受到的拉力為F=$\frac{1}{k}$,小車的質(zhì)量為M0=$\frac{k}$.

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5.如圖中的平行直線表示一簇垂直于紙面的等勢(shì)面.一個(gè)電量為-5.0×10-8 C的粒子,沿圖中曲線從A點(diǎn)移到B點(diǎn),則下列說法正確的是( 。
A.電場(chǎng)力做正功
B.粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
C.粒子在B點(diǎn)的速度一定大于在A點(diǎn)的速度
D.粒子在A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度大小一定相等

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2.如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即Uab=Ubc,實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn),僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知( 。
A.三個(gè)等勢(shì)面中,a的電勢(shì)最低
B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大
C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大
D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大

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3.如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn),初始時(shí)刻小球靜止于P點(diǎn).第一次小球在水平拉力F作用下,從P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn),此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為θ,張力大小為T1;第二次在水平恒力F′作用下,從P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)并恰好能到達(dá)Q點(diǎn),至Q點(diǎn)時(shí)輕繩中的張力為大小T2.關(guān)于這兩個(gè)過程,下列說法中正確的是(  )
A.第一個(gè)過程中,拉力F在逐漸變大,且最大值一定大于F′
B.兩個(gè)過程中,輕繩的張力均變大
C.T1大于T2
D.兩個(gè)過程中F和F′做的功一樣

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