(2009?南通二模)如圖甲所示是某同學(xué)探究小車(chē)加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,他將光電門(mén)固定在水平軌道上的B點(diǎn),用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車(chē),每次小車(chē)都從同一位置A由靜止釋放.
(1)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示,則d=
1.140
1.140
cm;實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車(chē)從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t=2.0×10-2s,則小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為
0.57
0.57
m/s;
(2)實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力與重物重力大小相等,則重物的質(zhì)量m與小車(chē)的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系
m<<M
m<<M
;
(3)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t,并算出相應(yīng)小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v,通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象,研究小車(chē)加速度與力的關(guān)系.處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出
v2-m
v2-m
(選填“v-m”或“v2-m”)圖象;
(4)某同學(xué)在(3)中作出的線性圖象不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),其原因是
操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
分析:(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀,由于遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間極短,可以用平均速度表示瞬時(shí)速度.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出滑塊的加速度.
(2)為使繩子的拉力等于重物的重力,M應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m;
(3)由題意可知,該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變,因此有:v2=2as=
2mg
M
s,可知畫(huà)出v2-m圖象可以直觀的得出結(jié)論.
(4)由圖可知開(kāi)始有外力時(shí),而小車(chē)的加速度為零,說(shuō)明操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
解答:解:(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×8mm=0.40mm,
所以最終讀數(shù)為:11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm;
②數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間,由位移公式計(jì)算出物體通過(guò)光電門(mén)的平均速度,
用該平均速度代替物體的瞬時(shí)速度,故在遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)滑塊的瞬間速度為:v=
d
△t
=0.57 m/s
(2)該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē),采用控制變量法研究.當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),研究小車(chē)的加速度和小車(chē)所受合力的關(guān)系.
那么小車(chē)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(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力.
根據(jù)牛頓第二定律得:
對(duì)m:mg-F=ma
對(duì)M:F=Ma
解得:F=
mMg
m+M

當(dāng)M>>m時(shí),即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力,繩子的拉力近似等于重物的總重力.
(3)由題意可知,該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變,因此有:v2=2as=
2mg
M
s,
由題意可知,M、s不變,畫(huà)出v2-m圖象,若圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線,則說(shuō)明外力和加速度成正比,故畫(huà)出v2-m圖象可以直觀的得出結(jié)論.
(4)開(kāi)始當(dāng)小車(chē)掛上重物時(shí),加速度卻為零,線性圖象不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),故導(dǎo)致圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因是木板傾角偏。凑f(shuō)明操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
故答案為:(1)1.140,0.57(2)m<<M (3)v2-m
(4)操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
點(diǎn)評(píng):常用儀器的讀數(shù)要掌握,這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ).處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?南通二模)如圖所示的平行板器件中,存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.40T,方向垂直紙面向里,電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.0×105V/m,PQ為板間中線.緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T,磁場(chǎng)邊界AO和y軸的夾角∠AOy=45°.一束帶電量q=8.0×10-19C的正離子從P點(diǎn)射入平行板間,沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng),穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為(0,0.2m)的Q點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)區(qū),離子通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角在45°~90°之間.則:

(1)離子運(yùn)動(dòng)的速度為多大?
(2)離子的質(zhì)量應(yīng)在什么范圍內(nèi)?
(3)現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,使離子都不能打到x軸上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2?應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?南通二模)如圖所示,上表面光滑的半圓柱體放在水平面上,小物塊從靠近半圓柱體頂點(diǎn)O的A點(diǎn),在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點(diǎn),此過(guò)程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法中正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?南通二模)某同學(xué)將銅片和鋅片插入水果中制成一個(gè)“水果電池”,該同學(xué)利用下列所給器材測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.
A.電流表G1(內(nèi)阻Rg=15Ω,滿偏電流Ig=2mA)
B.電流表G2(量程20mA,內(nèi)阻約2Ω)
C.滑動(dòng)變阻器R1(0~1000Ω)
D.電阻箱R2 (0~9999.9Ω)
E.待測(cè)水果電池(電動(dòng)勢(shì)E約4V,內(nèi)阻r約200Ω)
F.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)中用電流表G1改裝成量程0~4V的電壓表,需
串聯(lián)
串聯(lián)
(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個(gè)阻值為
1985
1985
Ω的電阻;
(2)用電流表G2和改裝成的電壓表測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,為盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖;

(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中記錄的6組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表,試根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中描點(diǎn)畫(huà)出U-I圖線;由圖線可得,水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=
3.80
3.80
V,內(nèi)電阻r=
190
190
Ω;
I/mA 4.0 5.0 8.0 10.0 12.0 14.0
U/V 3.04 2.85 2.30 1.90 1.50 1.14
(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻與真實(shí)值相比,E測(cè)
等于
等于
E,r測(cè)
大于
大于
r(選填“大于”、“小于”或“等于”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

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