9.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車(chē)和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車(chē)和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說(shuō)法正確的是D.
A.每次在小車(chē)上加減砝碼時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C.本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測(cè)得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙 (選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線(xiàn).此圖線(xiàn)的AB段明顯偏離直線(xiàn),造成此誤差的主要原因是C.
A.小車(chē)與軌道之間存在摩擦          B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量太大        D.所用小車(chē)的質(zhì)量太大
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測(cè)量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設(shè)圖中直線(xiàn)的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車(chē)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間是0.1s,圖中長(zhǎng)度單位是cm,由此可以算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度是0.46m/s2

分析 實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè):①平衡摩擦力,且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí),不用重新平衡摩擦力,因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了.②讓小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤(pán)和重物的質(zhì)量m.如果沒(méi)有平衡摩擦力的話(huà),就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí),物體不動(dòng)的情況.根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論計(jì)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度.

解答 解:(1)A、平衡摩擦力,假設(shè)木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,每次在小車(chē)上加減砝碼時(shí),故不需要重新平衡摩擦力.故A錯(cuò)誤.
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē),故B錯(cuò)誤.
C、讓小車(chē)的質(zhì)量m1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤(pán)和重物的質(zhì)量m2,因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=$\frac{{m}_{1}g}{1+\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}}$,故應(yīng)該是m1<<m2,故C錯(cuò)誤;
D、F=ma,所以:a=$\frac{F}{m}$,所以在用圖象探究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),通常作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象,故D正確;
故選:D
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí),物體不動(dòng)的情況,說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或平衡不夠.故可能作出圖2中丙.
此圖線(xiàn)的AB段明顯偏離直線(xiàn),造成此誤差的主要原因是砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量太大,沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的質(zhì)量,
故選:C.
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,
根據(jù)牛頓第二定律得:
F-μm2g=m2a
m1g-F=m1a
$\frac{1}{{m}_{2}}=\frac{a}{F}+\frac{μg}{F}$
設(shè)圖中直線(xiàn)的斜率為k,在縱軸上的截距為b,
所以k=$\frac{1}{F}$,$\frac{a}{F}+\frac{μg}{F}$=b,
解得:μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)根據(jù)勻變速直線(xiàn)的推論:s4-s1=3aT2
a=$\frac{0.0262-0.0124}{0.03}$=0.46m/s2
故答案為:(1)D;(2)丙,C; (3)$\frac{gk}$,$\frac{1}{gk}$(4)0.46

點(diǎn)評(píng) 本題考察的比較綜合,需要學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)掌握的非常熟,理解的比較深刻才不會(huì)出錯(cuò),知道a-F圖的斜率等于小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù),難度適中.要提高應(yīng)用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用.

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:填空題

19.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為m的重錘從高處由靜止開(kāi)始落下,重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量,就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①紙帶上記錄了重錘在相等的時(shí)間內(nèi)分別下降的位移.
②如圖所示,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s0,點(diǎn)A、C間的距離為s1,點(diǎn)C、E間的距離為s2,使用的交流電的頻率為f,則C點(diǎn)的速度為$\frac{({s}_{1}+{s}_{2})f}{4}$,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打C點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為$\frac{m({s}_{1}+{s}_{2})^{2}{f}^{2}}{32}$,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)和C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)重錘的重力勢(shì)能減少量為mg(s0+s1).利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度,則加速度a的表達(dá)式為a=$\frac{1}{4}$(s2-s1)f2

③在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是約大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落過(guò)程中存在著阻力作用,若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俚闹禐間,用第②小題給出的已知量表示重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小為F=m【$g-\frac{{({s_2}-{s_1}){f^2}}}{4}$】或$m[{g-\frac{{{{({{s_1}+{s_2}})}^2}{f^2}}}{{32({{s_0}+{s_1}})}}}]$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.給定的器材如下:一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖1)、小車(chē)、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺.

(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車(chē)自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開(kāi)始下滑至斜面底端A2,記下所用的時(shí)間t.
②用米尺測(cè)量A1與A2之間的距離x,則小車(chē)的加速度a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$.
③用米尺測(cè)量A1相對(duì)于A2的高度h.設(shè)小車(chē)所受重力為mg,則小車(chē)所受合外力F=$\frac{mgh}{x}$.
④改變h,重復(fù)上述測(cè)量.
⑤以h為橫坐標(biāo),$\frac{1}{{t}^{2}}$為縱坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖.如能得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.
(2)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示,有一位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出了圖3中的A圖線(xiàn).試分析
①A圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡不夠;
②A圖線(xiàn)上部彎曲的原因是未滿(mǎn)足鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

17.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn).如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫(huà)出).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2.那么:
(1)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,所取點(diǎn)的動(dòng)能Ek=1.84J (結(jié)果取3位有效數(shù)字);
(2)從O點(diǎn)到所取點(diǎn),重物重力勢(shì)能減少量△Ep和動(dòng)能增加量△EK是否相等,并說(shuō)明原因不相等,因重物下落時(shí)受摩擦等阻力作用,重力勢(shì)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能..

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.一汽車(chē)在平直公路上以速度v0勻速行駛.
(1)司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)在前方有路障,立即緊急剎車(chē),已知?jiǎng)x車(chē)的加速度是a1=-5m/s2,汽車(chē)歷時(shí)6s,剛好在路障前面停下,求汽車(chē)原來(lái)勻速行駛的速度?
(2)若汽車(chē)的剎車(chē)加速度是a2=-3m/s2,初速度不變,司機(jī)從發(fā)現(xiàn)路障到踩剎車(chē)需要0.5s的反應(yīng)時(shí)間.為使汽車(chē)不撞上路障,司機(jī)必須提前多遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)路障?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.一物體從靜止開(kāi)始以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),則6s末的速度是多少?物體速度達(dá)到20m/s需要時(shí)間是多少秒?物體每1s速度增加多少m/s?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5t+2t2(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),則該質(zhì)點(diǎn)( 。
A.初速度為5m/sB.前2 s內(nèi)的平均速度是6m/s
C.任意相鄰的1 s內(nèi)位移差都是2 mD.任意1 s內(nèi)的速度增量都是2m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

18.標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)況下,人呼吸一次吸一次吸入空氣約3000cm3,則一次呼吸吞入的空氣分子數(shù)約為8×1022個(gè).(保留1位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.在電場(chǎng)中的A處放一檢驗(yàn)電荷+q,它所受的靜電力大小為F,方向水平向右,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA=$\frac{F}{q}$,方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在A點(diǎn)放一負(fù)檢驗(yàn)電荷,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向變?yōu)樗较蜃?/td>
B.在A點(diǎn)放一負(fù)檢驗(yàn)電荷,它所受的靜電力方向水平向左
C.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的檢驗(yàn)電荷,則它所受的靜電力變?yōu)?F
D.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的檢驗(yàn)電荷,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)?EA

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同步練習(xí)冊(cè)答案