【題目】在“探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系”時,采用如圖(a)所示的實驗裝置.小車及車中的砝碼質量用M表示,盤及盤中的砝碼質量用m表示.
(1)當M與m的大小關系滿足 時,才可以認為繩子對小車的拉力大小近似等于盤和砝碼的重力.
(2)某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗,其具體操作步驟如下,以下做法正確的是 .
A.平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上;
B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力;
C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器的電源;
D.用天平測出m以及M,小車運動的加速度可直接用公式a=mg/M求出.
(3)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定,探究加速度a與所受外力F的關系,由于他們操作不當,這兩組同學得到的a-F關系圖象分別如圖(b)和圖(c)所示,回答下列問題:
(b)圖上端不是直線的原因是: .
(c)圖不過原點的原因是: .
【答案】(1)m<<M(2)B
(3)圖(b):隨著F的增大,m不滿足遠小于M的條件;圖(c):沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小
【解析】
試題分析:(1)該實驗的研究對象是小車,采用控制變量法研究.當質量一定時,研究小車的加速度和小車所受合力的關系.那么小車的合力怎么改變和測量呢?為消除摩擦力對實驗的影響,可以把木板D的左端適當墊高,以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小車的合力就是繩子的拉力.根據牛頓第二定律得:對m:,對M:,解得:
當時,即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車的重力,繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力.
(2)平衡摩擦力時,應將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車沿木板運動,通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動,故A錯誤;每次改變小車的質量時,小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B正確;實驗時,應先放開小車,再接通打點計時器電源,由于小車運動較快,可能會使打出來的點很少,不利于數據的采集和處理,故C錯誤;小車運動的加速度是利用打點計時器測量,如果用天平測出m以及小車質量M,直接用公式求出,這是在直接運用牛頓第二定律計算的,而我們實驗是在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系,應通過圖象來解答,故D錯誤.
(3)當F≠0時,a=0.也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
而后者:隨著F的增大,即砂和砂桶質量的增大,不在滿足砂和砂桶遠小于小車的質量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖1所示,為“探究滑塊加速度與力.質量的關系”實驗裝置圖,滑塊置于一端帶有定滑輪的長木板上,左端連接紙帶,紙帶穿過電火花打點計時器,滑塊的質量為托盤(及砝碼)的質量為。
(1)下列說法正確的是
A.為平衡滑塊與木板之間的摩擦力,應將木板不帶滑輪的一端適當墊高,在不掛托盤(及砝碼)的情況下使滑塊恰好做勻速運動
B.每次改變滑塊質量時,應重新平衡摩擦力
C.本實驗應遠大于
D.在用圖像探究加速度與質量關系時,應作圖像
(2)實驗中,得到一條打點的紙帶,如圖2所示,已知相鄰計數點間的時間間隔為T,且間距、、、已量出,則計算滑塊加速度的表達式為 (用、、、及T表示)。
(3)某同學在平衡摩擦力后,保持滑塊質量不變的情況下,通過多次改變砝碼重力,作出滑塊加速度a與砝碼重力F(未包括托盤)的圖像如圖3所示,若牛頓第二定律成立,重力加速度,則滑塊的質量為 ,托盤的質量為 (結果保留兩位有效數字)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在冰面上將質量的滑塊從A點以初速度推出,滑塊與冰面的動摩擦因數為,滑塊滑行后到達B點時速度為,現(xiàn)將期間的一段CD用鐵刷劃擦,使該段的動摩擦因數變?yōu)?/span>,再使滑塊從A以初速度推出后,到達B點的速度為,取,求:
(1)初速度的大;
(2)CD段的長度;
(3)若AB間用鐵刷劃擦的CD段的長度不變,要使滑塊從A到B的運動時間最長,問鐵刷劃擦的CD段應位于何位置?并求出滑塊滑行的最長時間(結果保留三位有效數字)。
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【題目】芬蘭小將拉林托以兩跳240.9分的成績在跳臺滑雪世界杯芬蘭站中獲得冠軍.如圖所示是簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖,拉林托從助滑雪道AB上由靜止開始滑下,到達C點后水平飛出,落到滑道上的D點,E是運動軌跡上的某一點,在該點拉林托的速度方向與軌道CD平行,設拉林托從C到E與從E到D的運動時間分別為t1、t2,EF垂直CD,則( )
A. t1=t2,CF=FD B. t1=t2,CF<FD
C. t1>t2,CF=FD D. t1>t2,CF<FD
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【題目】在利用打點計時器驗證做自由落體運動的物體機械能守恒的實驗中.
(1)需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某小組的同學利用實驗得到的紙帶,共設計了以下四種測量方案,其中正確的是________.
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v=計算出瞬時速度v
C.根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過h=計算出高度h
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v
(2)已知當地重力加速度為g,使用交流電的頻率為f.在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個點A、B、C、D、E,如圖所示.測出A點距離起始點O的距離為s0,A、C兩點間的距離為s1,C、E兩點間的距離為s2,根據前述條件,如果在實驗誤差允許的范圍內滿足關系式_______________,即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的.而在實際的實驗結果中,往往會出現(xiàn)物體的動能增加量略小于重力勢能的減少量,出現(xiàn)這樣結果的主要原因是____ ___.
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【題目】如圖所示,光滑水平桌面上的布帶上靜止放著一質量為m=1.0 kg的小鐵塊,它離布帶右端的距離為L=0.5 m,鐵塊與布帶間動摩擦因數為μ=0.1.現(xiàn)用力從靜止開始向左以a0=2 m/s2的加速度將布帶從鐵塊下抽出,假設鐵塊大小不計,鐵塊不滾動,g取10 m/s2,求:
(1)將布帶從鐵塊下抽出需要多長時間?
(2)鐵塊離開布帶時的速度大小是多少?
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【題目】井蛙老師以v0的速度豎直向上扔出一粉筆頭,若粉筆頭運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比,粉筆頭運動的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示,t1時刻到達最高點,再落回地面,落地速率為 v1,下列說法中正確的是( )
A. 粉筆頭上升過程中的平均速度大于
B. 粉筆頭下降過程中的平均速度小于
C. 粉筆頭扔時的加速度值最大,到達最高點的加速度值為 0
D. 粉筆頭的加速度在上升過程中逐漸減小,在下降過程中也逐漸減小
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