某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)(1)若取小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和
题型:不详难度:来源:
某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)若取小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和砂的质量 m 的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是 。A.m1=5 g | B.m2=1kg | C.m3=10 g | D.m4=400 g | (2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先 ,该操作是否成功,判断的依据是 . (3)假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内,令F=mg为横轴,则a-F图象中斜率的物理意义是 . |
答案
(1)BD (2) 平衡摩擦 ; 不挂砂桶时,小车在倾斜的木板上是否匀速. (3) 总质量的倒数 |
解析
试题分析:(1)设细线的拉力为T,加速度为a,根据牛顿第二定律得:,,解得:,由此可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时,可将砂和桶的总重力看作小车的拉力,一般认为大于10倍为远远大于,所以AC合适,BD不合适,故选BD. (2)根据力的合成,要想小车受到的合外力等于细线的拉力,则其他力的合力为零,所以要平衡摩擦力,即实验操作时必须首先平衡摩擦力;平衡摩擦力后不挂物体时小车应做匀速直线运动,故打出的纸带是点击均匀的,即平衡摩擦力是否成功的依据为不挂沙桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的. (3)将车内的沙子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,,可见a-F图象斜率的物理意义是. |
举一反三
如图所示是电火花计时器的示意图.电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔________ s打一次点.其工作时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电火花计时器 | B.将电火花计时器插头插入相应的电源插座 | C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器 | D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动 | 上述步骤正确的顺序是__ _____.(按顺序填写步骤编号) |
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被匀加速运动的小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F共6个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。 (1)试根据纸带上各个计数点间的距离,求出B点的瞬时速度 m/s ;CE间的平均速度 m/s;(要求保留3位有效数字) (2)小车运动的加速度为________m/s2。(要求保留2位有效数字) |
(6分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d= mm.
(2)下列不必要的一项实验要求是 .(请填写选项前对应的字母)A.应使A位置与光电门间的距离适当大些 | B.应将气垫导轨调节水平 | C.应使细线与气垫导轨平行 | D.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 | (3)实验时,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,若要得到滑块的加速度,还需要测量的物理量是 ; (4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出 图象。 |
(8分)为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图所示的装置,备有下列器材: 打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的质量为M、 沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带,让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时,滑块处于静止状态.要完成该实验,请回答下列问题:
(1)要完成本实验,还缺少的实验器材是 . (2)实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的步骤是 .
(3)在满足 (2)问的条件下,让小桶带动滑块加速运动,如图所示为打点计时器所打的纸带的一部分,图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间的距离标注在图上,当地重力加速度为g,则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为 .(用题中所给的表示数据的字母表示) |
用螺旋测微器测一金属丝的直径,示数如图所示,其直径为______mm。
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