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16.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗裝置如圖甲所示.
(1)圖乙是實(shí)驗中得到的一條紙帶,圖中打相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為0.1s,由圖中的數(shù)據(jù)可得小車的加速度a為0.195m/s2;(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(2)實(shí)驗時甲同學(xué)將長木板平放在水平桌面上,并利用安裝在小車上的拉力傳感器測出細(xì)線的拉力,保持小車的質(zhì)量不變,改變鉤碼的個數(shù),得到多組數(shù)據(jù),從而確定小車加速度a與細(xì)線拉力F的關(guān)系.圖丙中符合甲同學(xué)的實(shí)驗結(jié)果的是B.
(3)乙同學(xué)做該實(shí)驗時,拉力傳感器出現(xiàn)了故障.為此,該同學(xué)移走拉力傳感器,保持小車的質(zhì)量不變,并改進(jìn)了甲實(shí)驗操作中的不足之處.用所掛鉤碼的重力表示細(xì)線的拉力F,則乙同學(xué)得到的圖象可能是丙圖中C;
(4)丙同學(xué)為得到類似丙圖中的A圖,在教師的指導(dǎo)下,對乙同學(xué)的做法進(jìn)行如下改進(jìn):稱出小車質(zhì)量M、所有鉤碼的總質(zhì)量m,先掛上所有鉤碼,多次實(shí)驗,依次將鉤碼摘下,并把每次摘下的鉤碼都放在小車上,仍用F表示所掛鉤碼的重力,畫出a-F圖,則圖線的k=1M+m.(用題中給出的字母表示)

分析 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
(2)因小球沒有平衡摩擦力,故拉力為零時物體沒有加速度;圖象與橫坐標(biāo)有交點(diǎn);
(3)根據(jù)實(shí)驗原理可明確乙同學(xué)獲得的圖象,
(4)由牛頓第二定律可求得圖象的斜率.

解答 解:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3-x1=2a1T2 
x4-x2=2a2T2 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度,我們對2個加速度取平均值
得:a=12(a1+a2
即小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為:
a=xBDxOB4T2=4.041.631.634×012×102m/s2=0.195m/s2
(2)因小剛沒有平衡摩擦力,只有拉力大于摩擦力時,物體才會產(chǎn)生加速度;故圖象與橫坐標(biāo)的有交點(diǎn);
故符合題意的只有B;
(3)因用鉤碼的重力表示細(xì)線拉力;由于鉤碼的質(zhì)量不能忽略,故隨著所加砝碼的質(zhì)量增加,圖象將出現(xiàn)彎曲,
故選:C;
(4)對整體由牛頓第二定律可知,a=FM+m,
故圖象的斜率k=1M+m
故答案為:(1)0.195;(2)B;(3 )C;(4)1M+m

點(diǎn)評 本題考查求解加速度的方法,掌握牛頓第二定律在實(shí)驗中的應(yīng)用,要注意正確受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可明確加速度的表達(dá)式,注意有效數(shù)字的保留.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.關(guān)于電容器的電容,下列說法正確的是( �。�
A.電容器所帶的電荷越多,電容就越大
B.電容器兩極板間的電壓越高,電容就越大
C.電容器所帶電荷增加一倍,電容就增加二倍
D.電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗題

10.如圖1所示,將打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上,用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可驗證機(jī)械能守恒定律.

(1)已準(zhǔn)備的器材有打點(diǎn)計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需要的器材是D(填字母代號).
A.直流電源、天平及砝碼      B.直流電源、毫米刻度尺
C.交流電源.天平及砝碼      D.交流電源、毫米刻度尺
(2)實(shí)驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時的瞬時速度v和下落高度h.某同學(xué)對實(shí)驗得到的紙帶,設(shè)計了以下四種測量方案,這些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時間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=2gh計算出瞬時速度v
C.報據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時,紙帶上某點(diǎn)的瞬時速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過計算得出高度h
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時,紙帶上某點(diǎn)的瞬時速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測算出瞬時速度v
(3)安裝好實(shí)驗裝置,正確進(jìn)行實(shí)驗操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖2所示.圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn),且速度為零.選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…作為計數(shù)點(diǎn),測出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3.已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,計時器打點(diǎn)周期為T.為了驗證此實(shí)驗過程中機(jī)械能是否守恒,需要計算出從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過程中,重錘重力勢能的減少量△Ep=mgh2,動能的增加量△Ek=mh3h128T2(用題中所給字母表示)
(4)實(shí)驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量,關(guān)于這個誤差下列說法正確的是BD.
A.該誤差屬于偶然誤差              B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差
C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差
D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差
(5)某同學(xué)在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能,于是深入研究阻力對本實(shí)驗的影響.若重錘所受阻力為f.重錘質(zhì)量為m,重力加速度為g.他測出各計數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h,并計算出各計數(shù)點(diǎn)的速度v,用實(shí)驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖線,如圖3所示,圖象是一條直線,此直線斜率k=2mgfm(用題中字母表示).已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重力的百分比為fmg=2.0% (保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.如圖1所示,甲、乙、丙、丁四個實(shí)驗小組分別采用所示的實(shí)驗裝置.已知他們使用的小車完全相同,小車的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m.甲、乙、丙三組同學(xué)直接按圖完成實(shí)驗,丁組同學(xué)按先按圖1丁將木板有定滑輪的一端墊起,調(diào)整木板傾角,小車恰好帶著重物沿木板斜向下勻速運(yùn)動.再按圖2A保持長木板傾角不變,取下細(xì)繩和重物,將小車與紙帶相連,然后接通電源釋放小車,使之由靜止開始加速運(yùn)動并在紙帶上打點(diǎn).試回答下列問題:

(1)實(shí)驗時必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實(shí)驗小組是甲乙丙.
(2)實(shí)驗時必須滿足“M>>m”的實(shí)驗小組是甲.
(3)實(shí)驗時各組同學(xué)的操作均完全正確,甲、乙、丙三組作出的a-F圖線如圖2(B)中A、B或C所示,則甲、乙、丙三組實(shí)驗對應(yīng)的圖線依次是CAB.
(4)實(shí)驗時丁組同學(xué)操作的小車加速下滑時受到的合力F=mg,該組同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下,通過調(diào)整改變小車所受合力,多次實(shí)驗,由實(shí)驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖2(C)所示,則小車的質(zhì)量=2.0kg(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機(jī)起飛裝置,我國正在研制的航母也將采用自行研制的電磁彈射系統(tǒng).電磁彈射系統(tǒng)如圖a所示.彈射車放置于導(dǎo)軌之間,起飛前彈射車上牽引桿作用在飛機(jī)前輪,當(dāng)強(qiáng)大的電流從導(dǎo)軌流經(jīng)電磁彈射車(可看做導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒和飛機(jī)通過絕緣體連接),彈射車在強(qiáng)大的安培力作用下推動飛機(jī)加速.由于工程技術(shù)問題,電磁彈射系統(tǒng)供電采用模塊化設(shè)計,其核心部分可簡化如圖b所示,兩根相互平行的水平導(dǎo)軌內(nèi)存在一個豎直向上的勻強(qiáng)磁場,在導(dǎo)軌兩側(cè)如圖排列許多個供電模塊,當(dāng)彈射車接觸模塊時,強(qiáng)迫貯能裝置通過供電模塊為彈射車提供瞬間能量,離開后斷電,不計模塊間切換時間,供電模塊能保證彈射車全過程做勻加速運(yùn)動.現(xiàn)有一彈射器彈射某飛機(jī),設(shè)飛機(jī)質(zhì)量m=9.9×103kg,彈射車質(zhì)量為m=0.1×103kg,飛機(jī)起飛速度為v=50m/s,在電磁彈射車與飛機(jī)發(fā)動機(jī)同時工作的情況下,發(fā)動機(jī)推力恒為2.5×104N,飛機(jī)從靜止開始勻加速L=100m就達(dá)到起飛速度.若導(dǎo)軌間的寬度d=lm,通過彈射車的放電電流恒為5×103A.已知起飛瞬間強(qiáng)迫貯能裝置需提供的電壓為1100V,忽略彈射過程彈射車及飛機(jī)受到的阻力.計算時設(shè)航母是靜止的,g=l0m/s2.求:

(1)水平導(dǎo)軌間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2)起飛瞬間電磁彈射車發(fā)熱功率P和彈射車加速到25米位置時裝置需提供的電壓;(計算時假設(shè)整個起飛過程P恒定)
(3)發(fā)射過程中彈射車的能量利用效率η(即彈射車對飛機(jī)做的功與消粍的總電能之比,結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗題

1.如圖1所示的實(shí)驗裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.小車上固定一個盒子,盒子內(nèi)盛有沙子.沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M.平衡摩擦力后完成下列實(shí)驗.
(1)驗證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比:從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出.多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應(yīng)的加速度.本次實(shí)驗中,桶內(nèi)的沙子取自小車中,故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖象,圖象是一條過原點(diǎn)的直線.

①a-F圖象斜率的物理意義是1M+m
②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理?答:合理.(填“合理”或“不合理”)
③本次實(shí)驗中,是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件?答:否(填“是”或“否”);理由是因為實(shí)驗的研究對象是整個系統(tǒng),系統(tǒng)受到的合外力就等于mg.
(2)驗證在合外力不變的情況下,加速度與質(zhì)量成反比:保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變,在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子,驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系.本次實(shí)驗中,桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變,故系統(tǒng)所受的合外力不變.用圖象法處理數(shù)據(jù)時,以加速度a為縱橫,應(yīng)該以M+m倒數(shù)為橫軸
(3)如圖2所示是某一次打點(diǎn)計時器打出的一條記錄小車運(yùn)動的紙帶.取計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G.紙帶上兩相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T=0.10s,用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離分別為AB=1.50cm,BC=3.88cm,CD=6.26cm,DE=8.67cm,EF=11.08cm,F(xiàn)G=13.49cm,則小車的加速度大小a=2.4 m/s2,打紙帶上C點(diǎn)時小車的瞬時速度大小vC=0.51m/s.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,光滑斜面固定于水平面,物體B疊放在上表面水平的滑塊A上,兩者一起沖上斜面后始終保持相對靜止,則兩者在斜面上運(yùn)動的過程中,以下說法正確的是(  )
A.物體B僅受到重力和支持力的作用
B.物體B受到重力、支持力和水平向左的摩擦力的作用
C.滑塊A受到的合外力水平向左
D.滑塊A受到的合外力方向與其他速度方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,一物塊受到一個水平力F作用靜止于斜面上,此力F的方向與斜面平行,如果將力F撤除,下列對物塊的描述正確的是( �。�
A.物塊將沿斜面下滑B.物塊所受的摩擦力方向改變
C.物塊立即獲得加速度D.物塊受到的摩擦力變大

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.如圖1所示,質(zhì)量為M=2kg的長木板,靜止放置在粗糙水平地面上,木板上F、G為木板的兩個三等分點(diǎn).F、G之間貼有上表面光滑的膠紙(厚度不計).有一個質(zhì)量為m=3kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以某一水平初速度v0從左端沖上木板物塊在木板上滑動,當(dāng)物塊剛好滑上膠紙時,物塊和木板恰好達(dá)到共同速度.物塊和木板在達(dá)到共同速度前的v-t圖象如圖2所示.根據(jù)圖象,求:

(1)求木板的長度.
(2)求物體與木板間的摩擦因數(shù)和地面與木板間的摩擦因數(shù).
(3)此后物塊和木板繼續(xù)滑動,直到兩物體都停止.問此時物體所停處距木板右端的距離?
(4)整個過程中木板的位移是多少?

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