某同學(xué)為了驗(yàn)證牛頓第二定律,利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置簡圖如右.
(1)如果滑塊上的擋光片寬度為d,通過1、2兩個(gè)光電門時(shí)的擋光時(shí)間分別為t1和t2,測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的距離s,那么滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a的計(jì)算式是a=
d2
2s
(
1
t
2
2
-
1
t
2
1
)
d2
2s
(
1
t
2
2
-
1
t
2
1
)
.(用已知字母表示)
(2)為了保持滑塊所受的合力不變,在保持L不變的情況下,可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h.關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A.M增大時(shí),h增大,以保持二者乘積增大
B.M增大時(shí),h減小,以保持二者乘積不變
C.M減小時(shí),h增大,以保持二者乘積不變
D.M減小時(shí),h減小,以保持二者乘積減小
(3)保持滑塊質(zhì)量和L不變,改變h,測(cè)得一系列不同的a,如表中所示,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出a-h圖線.從圖線中能說明滑塊的加速度與合力成正比的理由是
小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比

序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
h(cm) 6.00 5.50 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00
a(m/s2 0.437 0.398 0.364 0.330 0.289 0.253 0218.
分析:知道光電門測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度.
了解不同的測(cè)量工具的精確度和讀數(shù)方法.
若對(duì)小車進(jìn)行受力分析,則小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長).
解答:解:(1)因?yàn)檩^短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度,滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式v1=
d
t1

v2=
d
t2

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式:2as=
v
2
2
-
v
2
1

所以:a=
v
2
2
-
v
2
1
2s
=
d2
2s
(
1
t
2
2
-
1
t
2
1
)

(2)滑塊的合力F=Mg
h
x
,為了保持滑塊所受的合力不變,所以M和h 不能同時(shí)增大或減。
故選BC.
(3)在坐標(biāo)紙中做出a-h圖象,從圖象中得到a與h的關(guān)系是:加速度a與h成正比;
若對(duì)小車進(jìn)行受力分析,則小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比

故答案為:(1)a=
d2
2s
(
1
t
2
2
-
1
t
2
1
)
(2)BC(3)小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
點(diǎn)評(píng):對(duì)于實(shí)驗(yàn)要熟練實(shí)驗(yàn)基本儀器,明確實(shí)驗(yàn)原理,熟練應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行誤差分析和熟練處理.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

實(shí)驗(yàn)題
在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出.
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足
M遠(yuǎn)大于m
M遠(yuǎn)大于m
時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與
1
M
1
M
的圖象.
(3)如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是
沒有平衡摩擦力或平衡時(shí)角度過小.
沒有平衡摩擦力或平衡時(shí)角度過。

(4)某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:
F
N
0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m?s-2 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象(圖3);
(5)圖象的斜率的物理意義是
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
;
(6)在“探究兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,某小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖4所示的圖(O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)).圖中
F
F
是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值,為使橡皮筋沿豎直方向伸長,那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須
C
C

A.等大  B.互相垂直  C.水平分力,等大反向  D.豎直分力等大
(7)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶通過電火花計(jì)時(shí)器,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖5所示.每相鄰兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)未畫出來,電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V、T=0.02s的交流電,求:電火花計(jì)時(shí)器打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s,小車的加速度a=
0.88
0.88
m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律.他們將拉力傳感器一端與細(xì)繩相連,另一端固定在小車上,用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大;小車后面的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,通過拴在小車上的紙帶,可測(cè)量小車勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與加速度.圖乙中的紙帶上A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的4個(gè)點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50Hz交流電源.

①由圖乙,AB兩點(diǎn)間的距離為S1=3.27cm,AC兩點(diǎn)間的距離為S2=
8.00
8.00
cm,小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度vB=
0.400
0.400
m/s,小車的加速度a=
1.46
1.46
m/s2;(保留三位有效數(shù)字)
②要驗(yàn)證牛頓第二定律,除了前面提及的器材及已測(cè)出的物理量外,實(shí)驗(yàn)中還要使用
天平
天平
來測(cè)量出
小車的總質(zhì)量
小車的總質(zhì)量
;
③由于小車受阻力f的作用,為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差,需盡可能降低小車所受阻力f的影響,以下采取的措施中必要的是
A
A

A、適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端,使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B、應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(加上傳感器)的總質(zhì)量M
C、定滑輪的輪軸要盡量光滑
(2)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,R為電阻箱.實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ),電阻箱(阻值范圍0~99.9Ω);開關(guān)、導(dǎo)線若干.
①請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖,在圖乙中畫出連線,將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路;
②實(shí)驗(yàn)時(shí),改變并記錄電阻箱R的阻值,記錄對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U,得到如下表所示的若干組 R、U的數(shù)據(jù).根據(jù)圖丙所示,表中第4組對(duì)應(yīng)的電阻值讀數(shù)是
13.9
13.9
Ω;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
電阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
電壓U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③請(qǐng)推導(dǎo)
1
U
1
R
的函數(shù)關(guān)系式(用題中給的字母表示)
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的
1
U
-
1
R
圖線,由圖線得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=
2.86
2.86
V,內(nèi)電阻r=
5.86
5.86
Ω.(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

實(shí)驗(yàn)題
在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(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)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與______的圖象.
(3)如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是______.
(4)某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:
數(shù)學(xué)公式0.200.300.400.500.60
a/(m?s-20.110.190.290.400.51
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象(圖3);
(5)圖象的斜率的物理意義是______;
(6)在“探究兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,某小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖4所示的圖(O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)).圖中______是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值,為使橡皮筋沿豎直方向伸長,那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須______.
A.等大 B.互相垂直 C.水平分力,等大反向 D.豎直分力等大
(7)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶通過電火花計(jì)時(shí)器,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖5所示.每相鄰兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)未畫出來,電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V、T=0.02s的交流電,求:電火花計(jì)時(shí)器打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v2=______m/s,小車的加速度a=______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年廣東省佛山市順德區(qū)倫教中學(xué)高三(上)月考物理試卷(9月份)(解析版) 題型:解答題

實(shí)驗(yàn)題
在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(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)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與______的圖象.
(3)如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是______.
(4)某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:
0.200.300.400.500.60
a/0.110.190.290.400.51
請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象(圖3);
(5)圖象的斜率的物理意義是______;
(6)在“探究兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中,某小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖4所示的圖(O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)).圖中______是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值,為使橡皮筋沿豎直方向伸長,那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須______.
A.等大  B.互相垂直  C.水平分力,等大反向  D.豎直分力等大
(7)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)紙帶通過電火花計(jì)時(shí)器,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖5所示.每相鄰兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)未畫出來,電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V、T=0.02s的交流電,求:電火花計(jì)時(shí)器打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v2=______m/s,小車的加速度a=______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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