(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中①某小组同学用如图所示装置,采用控制变量方法,研究在小车质量不变的情况下,小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的

(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中①某小组同学用如图所示装置,采用控制变量方法,研究在小车质量不变的情况下,小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的

题型:不详难度:来源:
(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置,采用控制变量方法,研究在小车质量不变的情况下,小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的是
A.平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高,在塑料小桶中添加砝码,使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B.每次改变小车所受的拉力时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
D.在每次实验中,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带.取计数点A、B、C、D、E、F、G.纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC="3.88" cm,CD="6.26" cm,DE="8.67" cm,EF="11.08" cm,FG=13.49cm,则小车运动的加速度大小a = _____   m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小VC =  ______  m/s.(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示(小车质量保持不变):
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
a.根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象

b.若作出的a-F图象不过坐标原点,可能的原因是:_______________________。
(2)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,
实验室备有下列器材选用:
干电池(电动势E约为1.5V,内电阻r约为1.0Ω);电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10Ω);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω);
滑动变阻器R1(0~20Ω,10A);
滑动变阻器R2(0~300Ω,1A);
定值电阻R0=999Ω;
开关和导线若干。
某同学设计了如图甲所示的电路进行实验:

①该电路中为了操作方便且能准确地进行测量, 滑动变阻器应选      (填写器材前的字母代号“R1”或“R2”); 在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动端c移动至
    (填“a端”、“中央”或“b端”)。
②根据图甲在图乙的实物图上连线。
答案
(1)①BD        ② 2.4 ;0.50或0.51    ③ a.如图

b平衡摩擦过度或木板一端垫得过高
(2)、①, b端 ②如图  

解析

试题分析:(1)①A、实验时首先要平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法就是,小车与纸带相连,小车前面不挂小桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动,故A错误;
B、平衡摩擦力时,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,即:mgsinθ=μmgcosθ,可以约掉m,只需要平衡一次摩擦力,每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力,故B正确;
C、为了提高纸带的利用率,在纸带上尽量多的打点,因此实验中应先接通电源,后放开小车,故C误;   
D、每次实验中,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量,故D正确;
故选:BD
②根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得:
设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.

③根据表中的数据在坐标图上运用描点法作出a-F图象

由图象可知,a-F图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度或木板一端垫得过高造成的.
(2)①测量电动势和内电阻需要有电压表和电流表;但题目中只给出两个电流表;但其中一个电流表G的内阻已知,可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表.同时因电流表量程较大,故为了减少误差,滑动变阻器需选小电阻,故选R;为保证安全,开始时滑动变阻器应接到最大值,故应接b端;
②由原理图可知,电路为基本的限流接法,故按原理图串联即可;连线如图乙所示:

举一反三
在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平线上, M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力。求:

(1)小球水平位移x1与x2的比值;
(2)小球落到B点时的动能Ek
(3)小球所受电场力与重力的大小之比。
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(14分)如图,可看作质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量为M=4kg,长度为L=2m,小物块质量为m=1kg,长木板置于光滑水平地面上,两物体皆静止。现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上,发现只有当F超过2.5N时,才能让两物体间产生相对滑动。设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2,试求:

(1)小物块和长木板间的动摩擦因数。
(2)若一开始力F就作用在长木板上,且F=12N,则小物块经过多长时间从长木板上掉下?
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(12分)如图甲所示,两相互平行的光滑金属导轨水平放置,导轨间距L=0.5m,左端接有电阻R=3,竖直向下的磁场磁感应强度大小随坐标x的变化关系如图乙所示.开始导体棒CD静止在导轨上的x=0处,现给导体棒一水平向右的拉力,使导体棒以lm/s2的加速度沿x轴匀加速运动,已知导体棒质量为2kg,电阻为2,导体棒与导轨接触良好,其余电阻不计.求:

(1)拉力随时间变化的关系式;
(2)当导体棒运动到x=4.5m处时撤掉拉力,此时导体棒两端的电压,此后电阻R上产生的热量。
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相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,确保金属棒与金属导轨良好接触,如图(a)所示。虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。现有一方向竖直向下、大小按图(b)所示规律变化的外力F作用在ab棒上,使棒从静止开始沿导轨匀加速运动,与此同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)磁感应强度B的大小和ab棒的加速度大小;
(2)若在2s内外力F做功40J,则这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是多少?
(3)判断cd棒将做怎样的运动,并求出cd棒达到最大速度所需的时间t0
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(16分)两平行金属导轨水平放置,一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处,,其它电阻不计。导轨间距为d=0.8m,矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场,场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m,金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4,电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右,加速度a=2m/s2 ,g取10m/s2

(1)求穿过磁场过程中平均电流的大小。
(2)计算自金属棒进入磁场开始计时,在磁场中运动的时间内,外力F随时间t变化关系。
(3)让磁感应强度均匀增加,用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上,让ab棒重新由R处向右加速,在金属棒到达MP之前,电流表会有示数吗?简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。
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