12.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案用來(lái)“驗(yàn)證牛頓第二定律”:
(1)如圖甲所示,將木板有定滑輪的一端墊起,把滑塊通過(guò)細(xì)繩與帶夾的重錘相連,然后跨過(guò)定滑輪,重錘下夾一紙帶,穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng).
(2)如圖乙所示,保持長(zhǎng)木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板上靠近滑輪處,取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源釋放滑塊,使之由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz,打出的紙帶如圖丙所示,A,B,C,D,E是紙帶上五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
①圖丙中滑塊下滑的加速度為3.9 m/s2
②若重錘質(zhì)量為m,滑塊質(zhì)量為M,重力加速度為g,則滑塊加速下滑受到的合力為mg;
③在保持滑塊質(zhì)量不變,探究加速度與力的關(guān)系時(shí),每次改變重錘質(zhì)量后,需要  (填“需要”或“不需要”)重新調(diào)整木板的傾角;
④某同學(xué)在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下,通過(guò)多次改變滑塊所受合力,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖象,如圖丁所示,則滑塊的質(zhì)量為2.0kg.

分析 ①利用逐差法△x=at2可以求出物體的加速度大小;
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時(shí),由于滑塊所受其它力不變,因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向;
③平衡摩擦力時(shí)把滑塊通過(guò)細(xì)繩與帶夾的重錘相連,所以改變重錘質(zhì)量時(shí)要重新平衡摩擦力;
④根據(jù)牛頓第二定律有mg=Ma,由此可解得滑塊的質(zhì)量.

解答 解:①利用逐差法△x=at2有:
${s}_{4}-{s}_{2}=2{a}_{1}{t}^{2}$
${s}_{3}-{s}_{1}=2{a}_{2}{t}^{2}$
t=2T
聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得:a=3.9m/s2
②當(dāng)取下細(xì)繩和鉤碼時(shí),由于滑塊所受其它力不變,因此其合外力與撤掉鉤碼的重力等大反向,即滑塊所受合外力等于鉤碼的重力大小.
③平衡摩擦力時(shí)把滑塊通過(guò)細(xì)繩與帶夾的重錘相連,所以改變重錘質(zhì)量時(shí)要重新平衡摩擦力,即重新調(diào)整木板的傾角;
④根據(jù)牛頓第二定律有:mg=Ma,由此可解得:mg=Ma,因此有:$a=\frac{mg}{M}$,因此圖象的斜率為$k=\frac{1}{M}$,結(jié)合圖象求出M=2.0kg.
故答案為:①3.9.②mg; ③需要;④2.0.

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的每一步都要知其然更要知其所以然,只有這樣才能學(xué)得深學(xué)得透,才能做到舉一反三,比如為什么要平衡摩擦力,為什么要先接通電源后釋放紙帶等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象,根據(jù)圖線可知( 。
A.15s末質(zhì)點(diǎn)的位移為300mB.20s末質(zhì)點(diǎn)的速度為-1 m/s
C.0~10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度為3m/sD.0~25s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做單方向的直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( 。
A.壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的
B.微小的力不能使堅(jiān)硬的物體發(fā)生形變,所以就沒(méi)有彈力產(chǎn)生
C.彈簧測(cè)力計(jì)在稱過(guò)重物后指針恢復(fù)到零刻度屬于彈性形變
D.只有發(fā)生彈性形變的物體,才會(huì)對(duì)它所接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用

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16.如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體放在粗糙的水平面上,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小物塊A和B,在頂端由靜止開(kāi)始沿光滑斜面下滑,下滑過(guò)程中A、B保持相對(duì)靜止,斜面體始終保持靜止?fàn)顟B(tài).斜面傾角為θ,下列判斷正確的是( 。
A.B對(duì)A的支持力為mg
B.B對(duì)A摩擦力為mgsinθcosθ
C.地面對(duì)斜面體的支持力為Mg+2mgcos2θ
D.地面對(duì)斜面體的摩擦力為mgsinθcosθ

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.如圖為一列簡(jiǎn)諧波在t1=0時(shí)刻的圖象.此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y負(fù)方向,且到t2=0.5s質(zhì)點(diǎn)M恰好第1次到達(dá)y負(fù)方向最大位移處.試求:
(1)此波向什么方向傳播?波速是多大?
(2)從t1=0至t3=2.5s,波中質(zhì)點(diǎn)M走過(guò)的路程和t3=2.5s時(shí)相對(duì)于平衡位置的位移分別是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊以初速度v0從固定斜面體ABC的底端A沿粗糙斜面上滑,剛好能滑到斜面的頂端B,現(xiàn)用平行斜面向上的恒定拉力,將靜止斜面底端的該物塊拉到斜面的頂端B,到B點(diǎn)時(shí)物塊的速度也剛好等于v0,則拉力F做的功為( 。
A.$\frac{1}{4}$${mv}_{0}^{2}$B.$\frac{1}{2}$${mv}_{0}^{2}$C.$\frac{3}{2}$${mv}_{0}^{2}$D.${mv}_{0}^{2}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為q的帶電小球在水平有界勻強(qiáng)電區(qū)域MNPQ的上方,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E=$\frac{3mg}{q}$,場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上,MN和PQ是電場(chǎng)邊界,相距為d.現(xiàn)由靜止釋放小球,若小球向下運(yùn)動(dòng)恰好不穿出電場(chǎng)區(qū)域.求:
(1)小球的釋放點(diǎn)離MN的距離;
(2)小球從釋放至第二次到達(dá)MN的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律:

①備有下列器材:長(zhǎng)木板、電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、細(xì)繩、小車、砝碼、裝有細(xì)沙小桶、薄木板、天平,還缺少一件必須的器材是天平.
②為了平衡摩擦力,這位同學(xué)將小車靜止地放在水平長(zhǎng)木板上,后面固定一條紙帶,紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高(如圖乙所示),直到小車由靜止開(kāi)始沿木板向下滑動(dòng)為止,請(qǐng)判斷這位同學(xué)的操作是不正確.(填“正確”或“不正確”)
③如果這位同學(xué)已經(jīng)正確地平衡了摩擦力,然后不斷改變小車的拉力F,得到小車質(zhì)量保持不變情況下的a-F圖線是圖丁中的A(填選項(xiàng)代號(hào)的字母).

④該同學(xué)得到如圖丙所示的紙帶,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,A、B、C、D、E、F、G紙帶上打出的連續(xù)7個(gè)點(diǎn),由此可算出小車的加速度a=1.9m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原處,已知該星球的半徑與地球半徑之比為R:R=1:4,地球表面重力加速度為g,設(shè)該星球表面附近的重力加速度為g′,空氣阻力不計(jì).則(  )
A.g′:g=5:1B.g′:g=1:5C.M:M=1:20D.M:M=1:80

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