如图为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该

如图为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该

题型:不详难度:来源:
如图为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知,图中关于小球对斜面的压力N、小球运动的加速度a随θ变化的图像正确的是


答案
BD
解析

试题分析:对小球在斜面上向下滑动时,支持力,因此在范围内,支持力按余弦规律变化,A错误,B正确;而下滑分力,根据牛顿第二定律可知,下滑的加速度,在范围内,按正弦规律变化。因此D正确,C错误。
举一反三
(16分)某研究性学习小组为了测量木头与铁板间动摩擦因数,利用如图所示的装置将一铁板静置于水平地面上,其中水平段AB长L1=1.0m,倾斜段CD长L2=0.5m,与水平面夹角θ=530, BC是一小段圆弧,物体经过BC段速度大小不变。现将一小木块(可视为质点)从斜面上的P点由静止开始释放,木块滑到水平面上Q点处停止运动。已知P点距水平面高h=0.2m,B、Q间距x=0.85m,(取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8) 求:
(1)动摩擦因数μ;
(2)若某同学在A点以v0=2.5m/s的初速度将木块推出,试通过计算说明木块能否经过P点?若不能,则请求出木块从A点出发运动到最高点所需时间t。

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(16分)如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为d,导轨所在平面与水平面成θ角,M、P间接阻值为R的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上,在平行于导轨的拉力作用下,以速度v匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,重力加速度为g。求:

(1)金属棒产生的感应电动势E;
(2)通过电阻R电流I;
(3)拉力F的大小。
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(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有电阻R和一个理想电流表,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界,磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN,从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落,金属杆进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:

(1)磁感应强度B的大小;
(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小;
(3)金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压大小。
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(18分)汤姆孙测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示。真空玻璃管内,阴极K发出的电子经加速后,穿过小孔A、C沿中心轴线OP1进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域,射出后到达右端的荧光屏上形成光点。若极板D1、D2间无电压,电子将打在荧光屏上的中心P1点;若在极板间施加偏转电压U,则电子将打P2点,P2与P1点的竖直间距为b,水平间距可忽略不计。若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出),则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点。已知极板的长度为L1,极板间的距离为d,极板右端到荧光屏间的距离为L2。忽略电子的重力及电子间的相互作用。

(1)求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小;
(2)推导出电子的比荷的表达式;
(3)若去掉极板D1、D2间的电压,只保留匀强磁场B,电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r的圆弧,阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点。不计P3与P1点的水平间距,求P3与P1点的竖直间距y。
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(6分)某同学用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:
(1)通过实验得到如图(b)所示的a—F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角         (填“偏大”或“偏小”)。

(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足____               的条件
(3)该同学得到如图(c)所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点,两计数点之间还有四个点未画出。由此可算出小车的加速度a =        m/s2(保留两位有效数字)。

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