【題目】在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí),采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中的砝碼質(zhì)量用M`表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出:

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 __時(shí),才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車?yán)Υ笮〉扔诒P和砝碼的重力.

②一組同學(xué)在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,以下做法錯(cuò)誤的是:（_______）

A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力

C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D.小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M,直接用公式求出.

③如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6 來(lái)表示各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為a=____________。其大小為a=_____m/s2，與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v=_________ m/s。（答案均要求保留3位有效數(shù)字，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出）

【答案】 M>>m ACD 1.93m/s2 1.18m/s

【解析】（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)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(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m： ，對(duì)M： ，解得，當(dāng)時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)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(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；平衡摩擦力時(shí)，滿足，每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，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，B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，C錯(cuò)誤；小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量，如果用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，D錯(cuò)誤．

（3）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度的大小，得： ， ， ，為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值，得： 即小車運(yùn)動(dòng)的加速度為；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

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：

【題目】如圖所示，一端固定在墻上的細(xì)繩另一端栓著質(zhì)量為m 的小球，小球用固定在墻上的水平水平輕彈簧支撐，靜止時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°，已知重力加速度為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，下列說(shuō)法正確的是( )

A. 彈簧的彈力大小為

B. 細(xì)繩的拉力大小為

C. 燒斷細(xì)繩瞬間小球的加速度大小

D. 燒斷細(xì)繩瞬間小球的加速度大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】裝有拉力傳感器的輕繩，一端固定在光滑水平轉(zhuǎn)軸O，另一端系一小球，空氣阻力可以忽略。設(shè)法使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(如圖甲)，通過拉力傳感器讀出小球在最高點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是，在最低點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是。某興趣小組的同學(xué)用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/span>

（1）小明同學(xué)認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)出小球的直徑，于是他用螺旋測(cè)微器測(cè)出了小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑d=_______mm。

（2）小軍同學(xué)認(rèn)為不需要測(cè)小球的直徑。他借助最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的拉力，再結(jié)合機(jī)械能守恒定律即可求得。小軍同學(xué)還需要測(cè)量的物理量有__________(填字母代號(hào))。

A．小球的質(zhì)量m

B．輕繩的長(zhǎng)度

C．小球運(yùn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間T

（3）根據(jù)小軍同學(xué)的思路，請(qǐng)你寫出重力加速度g的表達(dá)式____________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，O為橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙所示是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示。

（1）圖乙中_____是力F1和F2合力的理論值，_____是力F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值，_____一定沿AO方向，（均填“F”或“F′”）；

（2）關(guān)于本試驗(yàn)的注意事項(xiàng)，下列說(shuō)法正確的是__________

A．兩細(xì)繩之間的夾角越大越好

B．彈簧的軸線應(yīng)與細(xì)繩在同一直線上

C．細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行

D．彈簧測(cè)力計(jì)使用前應(yīng)調(diào)零．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示兩塊相同的豎直木板A、B之間有質(zhì)量均為m的四塊相同的磚，用兩個(gè)大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動(dòng)，設(shè)所有接觸面間的摩擦系數(shù)均為，則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力的大小為( )

A. 0 B. mg C. D. 2mg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具．其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1=B2=B，每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是l，相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)．這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L寬為l的金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f，則金屬框的最大速度可表示為（ ）

A. vm= fR/2B2L2

B. vm=fR/4B2L2

C. vm= (4B2L2v－fR)/4B2L2

D. vm= (2B2L2v＋fR)/2B2L2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率f=50Hz，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm．

（1）下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度_____、______．（保留三位有效數(shù)字）

位置

B

C

D

E

F

速度（ms﹣1）

0.737

0.801

0.994

（2）以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)圖中畫出小車的速度﹣時(shí)間圖線___．

（3）根據(jù)你畫出的小車的速度﹣時(shí)間圖線計(jì)算出小車的加速度a=______m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）

（4）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏_____．（選填“大”或“小”）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4，取g=10m/s2，試求：

（1）若木板長(zhǎng)L=1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？

（2）若在木板（足夠長(zhǎng)）的右端施加一個(gè)大小從零開始連續(xù)增加的水平向左的力F，請(qǐng)通過計(jì)算在圖中畫出鐵塊受到的摩擦力f隨拉力F大小變化的圖像．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物理小組利用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置探究牛頓第二定律。

（1）小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木板的一側(cè)墊高，以補(bǔ)償打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車的阻力及其他阻力，具體做法是： 。

（2）該實(shí)驗(yàn)把盤和重物的總重量近似視為等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力大小。小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz。圖2是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算小車加速度a= m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。若已知小車質(zhì)量為200g，重力加速度大小為g=9．8m/s2，則可計(jì)算出盤和重物的總質(zhì)量m= g（保留兩位有效數(shù)字）。

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