【題目】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,可以采用不同的研究方案。

1)甲同學(xué)采用的方案如圖所示,將兩個相同的小車放在水平木板上,前端各系一條細(xì)繩,線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤中可以放不同的砝碼,盤與砝碼的總重力可以近似認(rèn)為是小車受到的拉力。兩小車后端各系一條細(xì)線,用黑板擦可以同時按住或放開這兩條細(xì)線,使兩車同時停止或運動。某次操作中,在相同時間內(nèi)測得小車的位移分別為x1、x2,若小車的加速度分別為a1a2,則 a1a2=_________,這么做的依據(jù)是________________________________。

2)乙同學(xué)用如圖所示器材進行定量探究。用拉力傳感器(能測量拉力的儀器)和速度傳感器(能測量瞬時速度的儀器)探究加速度與物體受力的關(guān)系。用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距L48.0cmA、B兩點各安裝一個速度傳感器,分別測量小車到達(dá)AB時的速率。

乙同學(xué)認(rèn)為,運動時小車受到的拉力_____懸掛物的總重力(選填“>”“<”),所以乙同學(xué)采用力傳感器進行實驗。

實驗主要步驟如下:

、將拉力傳感器固定在小車上;

、墊高木板右端,讓小車在不受拉力時做__________運動;

、把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;為保證細(xì)線的拉力不變,必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使___________________________________;

、接通電源后自C點釋放小車,小車在細(xì)線拉動下運動,記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)AB時的速率vA、vB

、改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)步驟的操作。

下表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù),是兩個速度傳感器記錄速度的平方差,則加速度的表達(dá)式a________(用已知符號表示),請將表中第4次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

次數(shù)

F/N

vv/(m2·s2)

a/(m·s2)

1

0.60

0.77

0.80

2

1.04

1.61

1.68

3

1.42

2.34

2.44

4

2.62

4.65

________

5

3.00

5.49

5.72

由表中數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出aF關(guān)系圖線______。

對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因除了拉力傳感器讀數(shù)可能偏大外,還可能是_____________________。

【答案】x1x2 加速度與位移成正比 小于 勻速直線 細(xì)線與長木板平行 4.84 沒有完全平衡摩擦力

【解析】

(1)[1][2]根據(jù)位移與加速度、時間關(guān)系

由于時間相等,所以

由上分析可知,加速度與位移成正比;

(2)[3]由于鉤碼向下加速運動,所以繩子的拉力比鉤碼的總重力更小;

[4]墊高木板右端,讓小車在不受拉力時做勻速直線運動,這樣掛上物體后,小車的合力即為拉力傳感器的示數(shù);

[5]為保證細(xì)線的拉力不變,必須調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行;

[6]根據(jù)勻變速直線運動的位移與速度公式,解得

[7]由公式將第四次實驗數(shù)據(jù)代入得

[8]根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出圖象如圖所示

[9]對比圖象可知,實際圖象沒有過原點而是和橫坐標(biāo)有交點,造成原因為沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大.

練習(xí)冊系列答案
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【題目】一個半圓柱體玻璃磚的橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示。一束關(guān)于O點對稱的平行光垂直射向玻璃磚的下表面,入射光束在AB上的最大寬度為R,距離O點最遠(yuǎn)的光線到達(dá)上表面后恰好發(fā)生全反射,則該玻璃磚的折射率為________。若另一細(xì)光束在O點左側(cè)垂直于AB從圓弧表面射入此玻璃磚,細(xì)光束到O點的水平距離為,不考慮反射的情況,此光線從玻璃磚射出的位置與O點的距離為________(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示,有一質(zhì)量不計的桿AO,長為 R,可繞A自由轉(zhuǎn)動.用繩在O點懸掛一個 重為G的物體,另一根繩一端系在O點,另一端系在以O點為圓心的圓弧形墻壁上的 C點.當(dāng)點C由圖示位置逐漸向上沿圓CB移動過程中(保持OA與地面夾角θ不變),OC繩所受拉力TOA桿所受壓力N的大小變化情況是( )

A.N逐漸減小

B.T逐漸增大

C.T先減小后增大

D.N先增大后減小

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【題目】如圖甲,兩個半徑足夠大的D形金屬盒D1D2正對放置,O1O2分別為兩盒的圓心,盒內(nèi)區(qū)域存在與盒面垂直的勻強磁場。加在兩盒之間的電壓變化規(guī)律如圖乙,正反向電壓的大小均為Uo,周期為To,兩盒之間的電場可視為勻強電場。在t=0時刻,將一個質(zhì)量為m、電荷量為qq>0)的粒子由O2處靜止釋放,粒子在電場力的作用下向右運動,在時刻通過O1.粒子穿過兩D形盒邊界M、N時運動不受影響,不考慮由于電場變化而產(chǎn)生的磁場的影響,不計粒子重力。

(1)求兩D形盒邊界M、N之間的距離;

(2)D1盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度,且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后能到達(dá) O1,求D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度;

(3)D2、D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度相同,且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后在t= 2To時刻到達(dá)Ol,求磁場的磁感應(yīng)強度。

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【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下,通入圖示方向的電流I,C、D兩側(cè)面會形成電壓U。下列說法中正確的有

A.電壓U僅與材料有關(guān)

B.電壓U與電流I有關(guān)

C.若元件的載流子是自由電子,則C側(cè)面電勢低于D側(cè)面電勢

D.若元件的載流子是正粒子,則C側(cè)面電勢低于D側(cè)面電勢

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【題目】某同學(xué)在學(xué)習(xí)了牛頓運動定律后,利用彈簧設(shè)計了如圖所示的豎直加速度測量儀,可以用來測量某升降裝置豎直上下運行時的加速度。一根輕彈簧上端固定在小木板上,旁邊附有標(biāo)尺。將重力為0.8N的小球P掛在彈簧下端,靜止時指針指向刻度B處,當(dāng)懸掛重力為1.0N的小球Q時,將靜止時指針?biāo)傅目潭葮?biāo)記為0。小球Q與彈簧、木板、標(biāo)尺共同組成豎直加速度測量儀。取重力加速度g=10m/s2。

1)在某次測量中,彈簧的指針恰好指向位于刻度B處。求此時小球Q受到的彈力大小、小球Q加速度的大小和方向

2)當(dāng)指針位于刻度F時,求此時小球Q受到的彈力大小、小球Q加速度的大小和方向。

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A. 水平拉力的大小可能保持不變

B. M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加

C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D. M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

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【題目】在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學(xué)站在體重計上,體重計示數(shù)為50kg。電梯在運動過程中,某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖所示。在這段時間內(nèi)下列正確的是( )

A.曉敏同學(xué)所受的重力變小了

B.曉敏同學(xué)對體重計的壓力等于體重計對曉敏的支持力

C.電梯一定在豎直向下運動

D.電梯的加速度大小為,方向一定豎直向下

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【題目】如圖甲所示,物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的彈簧,整個系統(tǒng)靜止放在光滑水平地面上,其中A物塊最初與左側(cè)固定的擋板相接觸,B物塊質(zhì)量為4kg,F(xiàn)燒斷細(xì)繩解除對彈簧的鎖定,在A離開擋板后,B物塊的vt圖如圖乙所示,則可知( 。

A.物塊A的質(zhì)量為2.5kg

B.物塊A的質(zhì)量為2kg

C.從開始到A離開擋板過程中彈簧對A的沖量為0

D.A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為6J

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