【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,使用了如圖甲所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz。⑴該同學要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持________不變;若該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出__________圖象。
⑵該同學得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點,如圖乙所示,自A點起,測得相鄰兩點間的距離分別為8.0mm、10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm,則打E點時小車的速度為______m/s,小車的加速度為________m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
(3)該同學通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖所示,則
①當小車的質(zhì)量M與沙桶質(zhì)量m的大小關(guān)系滿足________時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。
②圖中的直線不過原點的原因是__________。
③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是__________。
【答案】⑴小車質(zhì)量 a---1/M ⑵0.75 5.0 ⑶ ①M >>m ②平衡摩擦力過度(或平衡摩擦力時木板傾角太大) ③沒有滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量
【解析】
(1)驗證牛頓第二定律要用控制變量法,作圖時為了便于觀測盡量作出直線;
(2)利用中間時刻速度推論計算瞬時速度,逐差法計算加速度;
(3)誤差一般兩方面,原理引起的誤差,操作引起的誤差。
(1)在探究加速度與外力的關(guān)系時,應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變,要直觀的反映兩個量之間的關(guān)系,可以通過作圖來解決.但是只有作出一條直線,才可以直觀的反映兩個變量之間的關(guān)系.在探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系時,為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出圖象
(2)利用勻變速直線運動的推論:
小車加速度
(3)①要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必須滿足M >>m。
②圖中當F=0時, .也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高,即平衡摩擦力過度導致.
③要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小,必有,而不滿足時,隨m的增大物體的加速度a逐漸減小.故圖象彎曲的原因是:未滿足砂和砂桶質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量.
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【題目】小明同學在上海迪士尼樂園體驗了超刺激的游戲項目“創(chuàng)極速光輪”后,對“過山車”類型的軌道運動充滿了興趣。為此他自己利用器材設(shè)計拼接了一條軌道,如圖所示,ABC為一條水平軌道,BC段長度為20cm,斜直軌道CD段長度15cm,與水平面夾角θ=370,BC段與CD段在C點平滑連接,豎直圓弧軌道DEF的圓心為O1,半徑R1=10cm,圓軌道與CD相切于D點,E為圓弧軌道的最高點,半徑O1F水平,FG段為豎直軌道,與1/4圓軌道GH相切于G點,圓形軌道GH圓心為O2,半徑R2=4cm,G、O2、D在同一水平線上,水平軌道HK長度為40cm,HK與CD軌道錯開。在AB段的A端固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧自然伸長時剛好位于B端,現(xiàn)在B端放置一個小環(huán)(可視為質(zhì)點)但不栓接,小環(huán)的質(zhì)量為m=0.01kg,現(xiàn)推動小環(huán)壓縮彈簧d后釋放,小環(huán)恰好能運動到D點。已知小環(huán)只在軌道BC、CD、HK上受到摩擦力,動摩擦因數(shù)μ=0.5,彈簧彈性勢能與彈簧彈性形變量的二次方成正比。不計空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.則:
(1)求小環(huán)在B點的速度大小v;
(2)某次實驗,彈簧壓縮量為2d,求小環(huán)在E處對軌道的壓力;
(3)小環(huán)能否停在HK上?若能,求出彈簧壓縮量的取值范圍;若不能,請說明理由。
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【題目】若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下,需要驗證
A. 地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602
B. 月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602
C. 自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6
D. 蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60
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【題目】如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置,且與兩導軌保持良好接觸,桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離L時,速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導軌電阻不計,重力加速度大小為g。求:此過程中,
(1)導體棒剛開始運動時的加速度a
(2)導體棒速度的最大值vm
(3)導體棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q
(4)流過電阻R的電量q
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【題目】如圖所示,質(zhì)量m的球與彈簧Ⅰ和水平細線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q。球靜止時,Ⅰ中拉力大小為T1,Ⅱ中拉力大小為T2。當僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間,球的加速度a應(yīng)是 ( )
A. 若剪斷Ⅰ,則a=g,豎直向下
B. 若剪斷Ⅰ,則,方向沿Ⅰ的延長線
C. 若剪斷Ⅱ,則a=g,豎直向下
D. 若剪斷Ⅱ,則,方向水平向左
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【題目】如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)量為m邊長為a的正方形線框ABCD斜向穿進磁場,當AC剛進入磁場時速度為v,方向與磁場邊界成
45°,若線框的總電阻為R,則
A. 線框穿進磁場過程中,框中電流的方向為DCBA
B. AC剛進入磁場時線框中感應(yīng)電流為
C. AC剛進入磁場時線框所受安培力為
D. 此時CD兩端電壓為
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【題目】如圖所示,一個邊長為L的正方形線框固定在勻強磁場(圖中未畫出)中,磁場方向垂直于導線框所在平面,規(guī)定向里為磁感應(yīng)強度的正方向,向右為導線框ab邊所受安培力F的正方向,線框中電流i沿abcd方向時為正,已知在0~4s時間內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如圖所示,則下列圖像所表示的關(guān)系正確的是( 。
A.
B.
C.
D.
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【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點痕進行測量驗證機械能守恒定律
⑴下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質(zhì)量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶;
E.測量紙帶上某些點間的距離;
F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。
其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是_______.(將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處)
⑵已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz.查得當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2.測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,把第一個點記作O,每兩個計數(shù)點之間有四點未畫出,另選連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C作為測量的點,如圖所示.經(jīng)測量知道A、B、C各點到O點的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),計算出打B點時重物的瞬時速度vB=_____m/s;重物由O點運動到B點,重力勢能減少了_______J,動能增加了_______J(保留3位有效數(shù)字).并可得出的結(jié)論是____________________________。
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【題目】在“探究求合力的方法”實驗中。
(1)在用兩個彈簧秤成一定角度拉橡皮筋時,必須記錄的有____
A.彈簧秤對兩細繩的拉力方向 B.兩彈簧秤的示數(shù)
C.橡皮筋的原長 D.結(jié)點O的位置
(2)如圖所示彈簧秤顯示的讀數(shù)為____N。
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