【題目】為了探究加速度與力的定量關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為小車和固定在小車上的定滑輪的總質(zhì)量,m為砂和砂桶的總質(zhì)量,滑輪大小不計且光滑。力傳感器可測出輕繩的拉力大小F。
(1)該實驗_____(填“需要”或“不需要”下同)滿足m遠(yuǎn)小于M,_____平衡摩擦力。
(2)實驗中,應(yīng)保證_____的大小不變、改變_____的大。ㄌ“m”或“M“),此時采用的物理方法是_____。
(3)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,則在小車向左加速運動過程中,繩拉力F_____mg(填“>”、<“”或“=”)
(4)在實驗中得到一條紙帶,如圖所示,取A、B、C、D、E五個點為計數(shù)點,其中兩相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出,已知BC=9.00m,DE=17.00m,打點計時器所用電源的頻率為f=50Hz,則加速度大小a=_____m/s2(保留兩位小數(shù))
(5)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),小車運動的加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a﹣F圖象是一條過原點的斜直線,如圖所示,則該圖線斜率的物理意義是_____。
【答案】不需要; 需要; M; m; 控制變量法; <; 4.00; ;
【解析】
解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項;
根據(jù)圖2判斷出a-F圖象不過原點的原因;
小車質(zhì)量不變時,加速度與拉力成正比,對a-F圖來說,圖象的斜率表示小車質(zhì)量與滑輪質(zhì)量和的倒數(shù)的2倍。
(1) 由于拉力可測,不必用鉤碼的重力代替拉力,所以不需要滿足m<<M這一條件;由于將拉力當(dāng)做合力,所以摩擦力是需要平衡的;
(2) 由于是探究加速與作用力的關(guān)系,所以要控制小車的質(zhì)量M不變,而改變拉力(改變m)從而改變了拉力,此時應(yīng)用的物理方法為控制變量法;
(3) 由于重物向下加速運動,屬失重,所以拉力小于重力;
(4) 由逐差相等求加速度為:a=;
(5) 小車在兩段繩子的拉力作用下加速運動,由牛頓第二定律有:2F=Ma,所以a=,則a-F圖象的斜率為。
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【題目】A、B、C、D四個物體做直線運動,它們運動的x-t、v-t、a-t圖象如圖所示,已知物體在t=0時的速度均為零,其中0~4 s內(nèi)物體運動位移最大的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】如圖所示,輕細(xì)繩跨過兩定滑輪,一端系在物塊上,另一端拴住漏斗.物塊靜止在足夠長的固定斜面上,漏斗中盛有細(xì)沙,斜面上方細(xì)繩與斜面平行.打開漏斗閥門后,細(xì)沙能從底端逐漸漏出,此過程中繩中張力的變化滿足關(guān)系式FT=6-t(N),經(jīng)過5s細(xì)沙全部漏完.已知物塊質(zhì)量M=2kg,與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,斜面傾角為37°.物塊與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,漏斗始終位于滑輪下方,不計滑輪摩擦,取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)從打開閥門到物塊在斜面上開始滑動的時間;
(2)打開閥門后4s時物塊的加速度大。
(3)細(xì)沙剛好全部漏完時漏斗的速度大。
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【題目】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核,當(dāng)它放出一個粒子后,其速度方向與磁場方向垂直,測得粒子與反沖核軌道半徑之比為44∶1,如圖所示,則
A. 粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反
B. 原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90
C. 反沖核的核電荷數(shù)為88
D. 粒子與反沖核的速度之比為1∶88
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【題目】如圖所示,為氫原子能級圖,現(xiàn)有大量氫原子從n=4的能級發(fā)生躍遷,并發(fā)射光子照射一個鈉光管,其逸出功為2.29ev,以下說法正確的是( 。
A. 氫原子可能發(fā)出6種不同頻率的光
B. 能夠讓鈉光電管發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的有4種光子
C. 光電管發(fā)出的光電子與原子核發(fā)生β衰變時飛出的電子都是來源于原子核內(nèi)部
D. 鈉光電管發(fā)出的光電子轟擊處于基態(tài)的氫原子只能使氫原子躍遷到n=2的能級
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【題目】工程車在卸載一巨型石塊時,可簡化為如圖所示的物理模型:石塊靜置于貨箱底板AB上,卸載時相當(dāng)于貨箱底板AB繞B端緩慢向上轉(zhuǎn)動,直至石塊滑下,已知石塊質(zhì)量為m,與貨箱底板間的動摩擦因數(shù)為μ=.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g,請問:
(1)貨箱底板傾角滿足什么條件時,石塊才會滑動?
(2)將石塊分別放在傾角θ=20°和θ=60°的貨箱底板上時,貨箱底板對該石塊作用力合力的大小分別為多少?
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【題目】某同學(xué)利用熱敏電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”,如圖甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方,當(dāng)環(huán)境溫度正常時,繼電器的上觸點接觸,下觸點分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時,繼電器的下觸點接觸,上觸點分離,警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U1=3V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30Ω.當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時,繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象。
(1)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱______相連,指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱______相連(均選填“A”或“B”)。
(2)當(dāng)環(huán)境溫度升高時,熱敏電阻阻值將______,繼電器的磁性將______(均選填“增大”、“減小”或“不變”),當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到______℃時,警鈴報警。
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【題目】在廈門集美雙龍?zhí)独镉幸环N滑草游樂活動。如圖所示,人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下,經(jīng)過B點后進(jìn)入水平的滑道(設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變),最后停在C點。若此人和滑板的總質(zhì)量m=60 kg,每隔1s通過速度測量儀器測量人的瞬時速度大小,測量數(shù)據(jù)如下表所示。假設(shè)滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數(shù)相同,整個運動過程中空氣阻力不計。(g取10 m/s2,sin 15°=0.26,sin25°=0.42,sin 37°=0.60,sin40°=0.64,sin 50°=0.76)
時刻t/s | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 |
速度v/(m·s-1) | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 12.6 | 7.6 | 2.6 | 0 |
求:(1)物體與滑道之間的動摩擦因數(shù)μ?
(2)斜坡滑道的傾角θ?
(3)斜坡滑道受到人和滑板所施加作用力F的大小?
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【題目】如圖所示,半圓形線框豎直放置在粗糙的水平地面上,質(zhì)量為m的光滑小球P在水平外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)P與圓心O的連線與水平面的夾角為將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°,框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài),在此過程中下列說法正確的是
A. 拉力F一直增大
B. 拉力F的最小值為
C. 框架對地面的壓力始終在減小
D. 地面對框架的摩擦力先増大后減小
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