(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图,有一位同学保持小车质量不变的情况下,通过实验测量作出了图乙、丙两幅图.
①A图线不通过坐标原点的原因是______. ②A图上部弯曲的原因是______. ③B图线在纵轴上有截距的原因是______. (2)某同学利用气垫导轨做验证牛顿运动定律的实验,步骤是: ①调平气垫导轨,在通气情况下滑块在导轨上不移动,然后关掉气源 ②将两个光电门装在气垫导轨上(距导轨两端均还有一定的距离),并记下两个光电门间的距离L ③测出遮光片的宽度d,将遮光片装在滑块上 ④将气垫导轨的一端垫上一定厚度的垫片,使气垫导轨两端的高度差为h ⑤接通气源,让滑块从导轨的一端由静止开始下滑,记下滑块先后经过两光电门的遮光时间t1、t2(均为毫秒级) ⑥改变垫片的厚度,使气垫导轨两端的高度差分别为2h、3h、…重复实验 请回答以下问题: A.该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门时的速度,其表达式是V1=______V2=______ B.该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门这段位移的加速度,其表达式是a=______(用直接测得的物理量字母表示) C.该同学通过实验得到了一组数据(见表),请你在坐标纸中做出a-h图象,从图象中得到a与h的关系是:______.
序号 | 垫高(cm) | (m/s2) | 1 | 6.00 | 0.437 | 2 | 5.50 | 0.398 | 3 | 5.00 | 0.364 | 4 | 4.50 | 0.330 | 5 | 4.00 | 0.289 | 6 | 3.50 | 0.253 | 7 | 3.00 | 0.217 |
答案
(1)①A图中,说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明合外力为0,即绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够. ②该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小,随着F的增大,即随着砂和砂桶质量增大,逐渐的砂和砂桶质量不再比小车质量小的多,因此会出现较大误差,图象会产生偏折现象. ③B图线在纵轴上有截距的原因是平衡摩擦力太过 (2)A、由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度. 滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=, 滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2= B、根据-=2ax得,
a=(-) C、在坐标纸中做出a-h图象, 从图象中得到a与h的关系是:加速度a与h成正比 D、小车受合外力为:F=mgsinθ=mg(s为气垫导轨的长),F与h成正比,故a与F成正比 故答案为:(1)①没有平衡摩擦,或平衡摩擦不够 ②砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量 ③平衡摩擦力太过 (2)A., B.a=(-)或(用直接测得的物理量字母表示) C.a-h关系图如图 A和h关系是:加速度a与h成正比 D.小车受合外力为:F=mgsinθ=mg(s为气垫导轨的长),F与h成正比,故a与F成正比 |
举一反三
电梯的启动和减速过程均可视为匀变速运动.为了研究超重与失重现象.某同学(体重45kg)把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况(t0时刻电梯静止).先后记录了几个时刻体重秤的示数:(g=10m/s2)
时间 | t0 | t1 | t2 | t3 | t4 | 体重秤示数(kg) | 45.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 45.0 | 一个物体受到4N的力作用时,产生的加速度是2m/s2,那么这个物体在6N的力作用下,产生的加速度大小是( )A.1m/s2 | B.3m/s2 | C.5m/s2 | D.6m/s2 |
| 如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示.在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s.不计重力和空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是( )
A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3v0:1 | B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3 | C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2 | D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1:5 |
| 如图所示,质量为0.78kg的金属块放在水平地面上,在大小为3.0N,方向与水平方向成37°角的拉力F作用下,以4.0m/s的速度沿地面向右做匀速直线运动.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求: (1)金属块与地面间的动摩擦因数; (2)如果从某时刻起撤去拉力F,此后金属块的加速度大小; (3)撤去拉力F后金属块在地面上还能滑行多远? | 如图甲所示,空间存在竖直向下的磁感应强度为0.6T的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的、处于同一水平面内的长直导轨(电阻不计),导轨间距为0.2m,连在导轨一端的电阻为R.导体棒ab的电阻为0.1Ω,质量为0.3kg,跨接在导轨上,与导轨间的动摩擦因数为0.1.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的速度--时间图象,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图象的渐近线,小型电动机在10s末达到额定功率,此后功率保持不变.g取10m/s2.求: (1)在0--18s内导体棒获得加速度的最大值; (2)电阻R的阻值和小型电动机的额定功率; (3)若已知0--10s内R上产生的热量为3.1J,则此过程中牵引力做的功为多少?
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