13.如圖1所示是探究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置.長木板固定在水平桌面上,打點計時器固定在長木板上,紙帶穿過打點計時器,與帶滑輪的小車相連.調(diào)節(jié)木板的傾角,平衡摩擦力;沙桶和力傳感器通過繞在滑輪上的細繩相連,并保持連接力傳感器和沙桶的繩子與板面平行.

①當放開沙桶時,使小車在木板上做勻加速直線運動.在某次測量中讀出力傳感器示數(shù)為F,則小車所受的合外力為2F;
②改變沙子的質(zhì)量,打出一系列紙帶,同時從力傳感器上讀出F的大小,要研究質(zhì)量不變時加速度與合外力的關(guān)系,還需測量的物理量是D;
A.木板的長度L   B.小車的質(zhì)量M      C.沙子的質(zhì)量m   D.紙帶上計數(shù)點間的距離
③某次實驗中發(fā)現(xiàn),所有操作合乎規(guī)范,沙和沙桶的最大質(zhì)量與小車的質(zhì)量差不多.作出實驗的a-F圖象,在如圖2給出的甲、乙、丙、丁四條圖線中,與實驗圖象最接近的是乙圖線.

分析 (1)對小車進行受力分析即可確定小車受到的合外力的大;
(2)根據(jù)實驗的原理,結(jié)合運動學的公式分析即可;
(3)根據(jù)實驗的原理圖,分析沙捅的質(zhì)量對實驗結(jié)果的影響即可;

解答 解:(1)小車運動時受到重力、支持力、阻力與兩個繩子上的拉力,阻力與重力沿斜面向下的分力平衡,所以小車受到的合外力等于拉力的2倍,即2F.
(2)小車在斜面上做加速運動,aT2=△x ①,由于是研究質(zhì)量不變時加速度與合外力的關(guān)系,看F∝a是否成立,所以不需要測量小車的質(zhì)量;同時,公式①與斜面的長度以及紗筒的質(zhì)量均無關(guān).故也不需要測量,①公式與小車的位移有關(guān),需要測量紙帶上計數(shù)點間的距離.故D正確.
故選:D
(3)該實驗中使用力傳感器來測量力,所以對紗筒與小車的質(zhì)量關(guān)系沒有要求,測量的結(jié)果應(yīng)該是過原點的直線.故乙圖線是正確的.
故答案為:(1)2F;(2)D;(3)乙

點評 這個是課本參考實驗的改進版,用這種方法可以準確得到小車受到的合外力,而不需要用重物的重力來近似代替,是一個比課本參考方案更好的辦法,題目價值很高.

練習冊系列答案
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17.一根彈簧的伸長(△L)和所受的外力(F)之間的關(guān)系如圖所示.試就圖線回答下列問題:
(1)若彈簧原長L0為80cm,要使彈簧伸長到100cm,需要多大的拉力6×102N
(2)如果用750N的拉力時(仍在彈性限度內(nèi)),彈簧長度變?yōu)槎嗌?05cm.

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18.如圖所示,三條實線表示三根首尾相連的相同絕緣細棒,每根棒上帶有等量同種電荷,電荷在棒上均勻分布,點A是△abc的中點,點B則與A相對bc棒對稱,且已測得它們的電勢分別為φA和φB,若將ab棒取走,A、B兩點的電勢將變?yōu)棣铡?SUB>A、φ′B,則( 。
A.φ′A=$\frac{2}{3}$φA B.φ′A=$\frac{1}{3}$φAC.φ′B=$\frac{1}{3}$φA+$\frac{1}{2}$φBD.φ′B=$\frac{1}{6}$φA+$\frac{1}{2}$φB

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1.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點,彈簧處于原長h時.讓圓環(huán)由靜止開始沿桿滑下,滑到桿的底端時速度恰好為零.若以地面為參考面,則在圓環(huán)下滑過程中(傾角α<45°)( 。
A.彈簧彈力做的功為-mgh
B.圓環(huán)的機械能保持為mgh
C.彈簧的彈性勢能先增大后減小
D.彈簧彈性勢能最大時,圓環(huán)的重力勢能和動能之和最小

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8.如圖所示,電阻為r的單匝矩形線圈,在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸以某一角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.t=0時,線圈平面與磁場平行,線圈外接一阻值為R的電阻,各電表均為理想交流電表,則( 。
A.線圈產(chǎn)生的交流電的平均值為BSω
B.線圈產(chǎn)生的交流電的最大值為BSω
C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,流過電阻R的電荷量為$\frac{BS}{R}$
D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,流過電阻R的電荷量為$\frac{BS}{R+r}$

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18.多普勒效應(yīng)在科學研究和醫(yī)學應(yīng)用等方面有很大用途,下列關(guān)于多普勒效應(yīng)說法正確的是( 。
A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時波源的頻率保待不變
B.要發(fā)生多普勒效應(yīng),波源和觀察者間的距離一定變化
C.只有聲波會發(fā)生多普勒效應(yīng)
D.機械波、電磁波和光波都會發(fā)生多普勒效應(yīng)

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5.一物體做圓周運動,O為圓心,F(xiàn)為物體所受的合外力,下列各圖中F方向可能正確的是( 。
A.B.C.D.

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2.19世紀初,愛因斯坦提出光子理論,使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋,玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的.關(guān)于光電效應(yīng)和氫原子模型,下列說法正確的是(  )
A.光電效應(yīng)實驗中,入射光足夠強就可以有光電流
B.若某金屬的逸出功為W0,該金屬的截止頻率為$\frac{W_0}{h}$
C.保持入射光強度不變,增大人射光頻率,金屬在單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減小
D.一群處于第四能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,將向外輻射六種不同頻率的光子

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3.電梯內(nèi)有一個物體,質(zhì)量為m,用細線掛在電梯的天花板上,當電梯以$\frac{g}{3}$的加速度加速下降時,細線對物體的拉力為( 。
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