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19.(1)某同學在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”實驗中,實驗裝置如圖1所示.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為減小這種做法帶來的誤差,實驗中要采取的兩項措施是:
①平衡摩擦力;  
②使鉤碼的重力遠小于小車的總重力
(2)如圖2所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,距離如圖.則打B點時的速度為vB=$\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T}$;計算加速度的公式為a=$\frac{△{x}_{4}^{\;}+△{x}_{3}^{\;}-△{x}_{2}^{\;}-△{x}_{1}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$.

分析 小車在水平木板運動時水平方向上受到繩的拉力和摩擦力,想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;其次:必須要滿足鉤碼的質量遠小于小車的總質量.
根據勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,可以得出B點的瞬時速度大。

解答 解:(1)由于小車在運動的過程中受到阻力,為了減小阻力的影響,需平衡摩擦力.
設鉤碼的質量為m,小車的質量為M,對系統(tǒng)運用牛頓第二定律得,a=$\frac{mg}{M+m}$,
則繩子的拉力T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$,當m<<M時,繩子的拉力等于鉤碼的重力.
所以用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,采取的兩項措施為:①平衡摩擦力,②鉤碼的質量遠小于小車的質量.
(2)根據勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,得出B點的瞬時速度大小分別為:
${v}_{B}^{\;}=\frac{{x}_{AC}^{\;}}{{t}_{AC}^{\;}}=\frac{△{x}_{1}^{\;}+△{x}_{2}^{\;}}{2T}$,
根據$△x=a{T}_{\;}^{2}$,利用逐差法求a
${x}_{3}^{\;}-{x}_{1}^{\;}=2{a}_{1}^{\;}{T}_{\;}^{2}$①
${x}_{4}^{\;}-{x}_{2}^{\;}=2{a}_{2}^{\;}{T}_{\;}^{2}$②
平均加速度:$\overline{a}=\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}}{2}=\frac{{△x}_{3}^{\;}+{△x}_{4}^{\;}-△{x}_{1}^{\;}-△{x}_{2}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$
故答案為:(1)①平衡摩擦力  ②使鉤碼的重力遠小于小車的總重力
(2)$\frac{{△{x_1}+△{x_2}}}{2T}$,$\frac{{△{x_4}+△{x_3}-△{x_2}-△{x_1}}}{{4{T^2}}}$

點評 正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題,熟練應用物理基本規(guī)律,因此這點在平時訓練中要重點加強.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示,細線的一端系一質量為m的小球,另一端固定在傾角為θ的光滑斜面頂端,細線與斜面平行.斜面置于以加速度a豎直向上做勻加速直線運動的電梯中,小球始終靜止在斜面上,則小球受到細線的拉力T和斜面的支持力FN大小分別為(重力加速度為g)( 。
A.T=m(g+a)cosθFN=m(g+a)sinθB.T=m(g+a)sinθFN=m(g+a)cosθ
C.T=m(g-a)cosθFN=m(g-a)sinθD.T=m(g-a)sinθFN=m(g-a)cosθ

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

10.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時,采用如圖1所示的實驗裝置.小車及車中的砝碼質量用M表示,盤及盤中的砝碼質量用m表示.

(1)當M與m的大小關系滿足m<<M時,才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力.
(2)某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗,其具體操作步驟如下,以下做法正確的是B.
A.平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器的電源
D.用天平測出m以及小車質量M,小車運動的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
(3)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定,探究加速度a與所受外力F的關系,由于他們操作不當,這兩組同學得到的a-F關系圖象分別如圖2和圖3所示,其原因分別是:
圖2:不滿足m<<M;
圖3:沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

7.如圖所示,一長木板B在水平地面上運動,當速度為5m/s時將一物塊A無初速度放到木板B右端,0.5s后物塊A與木板B的速度均為1m/s.已知物塊與木板的質量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,設物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且物塊始終在木板上.取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)物塊與木板間動摩擦因數(shù)μ1、木板與地面間動摩擦因數(shù)μ2;
(2)從釋放物塊A開始到物塊與木板均停止運動時,木板的總位移大小;
(3)從釋放物塊A開始到物塊與木板均停止運動時,物塊相對于木板的位移大。

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,一個箱子中放有一個物體,已知靜止時物體對下底面的壓力等于物體的重力,且物體與箱子上表面剛好接觸.現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出,已知箱子所受空氣阻力與箱子運動的速率成正比,且箱子運動過程中始終保持圖示姿態(tài).則下列說法正確的是( 。
A.上升過程中,物體對箱子的下底面有壓力,且壓力越來越小
B.上升過程中,物體對箱子的上底面有壓力,且壓力越來越小
C.下降過程中,物體對箱子的下底面有壓力,且壓力越來越大
D.下降過程中,物體對箱子的上底面有壓力,且壓力越來越小

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.小芳同學設計了一個探究平拋運動特點的實驗,裝置如圖甲所示,在水平桌面上放置一個斜面,每次都讓鋼球從斜面上的同一位置O滾下,滾過桌邊A后鋼球便做平拋運動.在鋼球拋出后經過的地方水平放置一塊木板B(還有一個用來調節(jié)木板高度的支架,圖中未畫出),木板上放一張白紙,白紙上有復寫紙,這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點,桌子邊緣鋼球經過的地方掛一條鉛垂線.若已知平拋運動的豎直分運動是自由落體運動,要探究水平運動的特點.

(1)若第1個落點與拋出點A的高度差為h1,距鉛垂線的水平距離為x1,第2個落點與拋出點的高度差為h2,距鉛垂線的水平距離為x2,且h2=2h1,若平拋運動的水平分運動是勻速直線運動,則x2與x1應滿足的關系是x1:x2=1:$\sqrt{2}$.
(2)林玲同學為了省去水平木板,把實驗方案做了改變,她把桌子搬到了豎直墻C附近,使從水平桌面上滾下的鋼球能打在墻上,把白紙和復寫紙附在墻上,記錄鋼球的落點,如圖乙所示,改變桌子和墻的距離,就可以得到多組數(shù)據,若x2=2x1,x3=3x1,平拋運動的水平分運動是勻速直線運動,則h2、h3與h1應滿足的關系分別是h1:h2=1:4、h1:h3=1:9.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

11.如圖所示,物體用兩根細繩懸掛,兩繩對物體拉力的合力的方向豎直向上.若已知繩OA對物體的拉力為10N,則兩繩拉力的合力等于20N,繩OB對物體的拉力為10$\sqrt{3}$N.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

8.甲、乙兩隊拔河比賽,甲隊獲勝,甲隊對乙隊的拉力等于乙隊對甲隊的拉力,甲隊受到地面的摩擦力大于乙隊受到地面的摩擦力(填“大于”、“等于”或“小于”)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.如圖1所示,將打點計時器固定在鐵架臺上,使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以測定重力加速度.

(1)所需器材有:電磁打點計時器、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需CD(填字母代號)中的器材.
A.直流電源
B.天平及砝碼
C.4至6V交流電源
D.毫米刻度尺
(2)下列實驗操作步驟正確的是BC
A.實驗所用的重物可用實心泡沫球
B.應調整打點計時器,使其兩限位孔連線在豎直方向
C.實驗時應先使重物靠近打點計時器
D.實驗時先釋放小球后再接通電源
(3)實驗中得到的一條紙帶如圖2所示,從比較清晰的點起,每2個點取一個計數(shù)點(打點計時器所接電源頻率為50Hz),分別標明0、1、2、3、4.測得x1=29.3mm,x2=45.6mm,x3=60.3mm,x4=76.2mm,則物體在打下點2時的速度大小為1.32m/s,物體的加速度大小為9.63m/s2.該實驗中測得的重力加速度偏小,其主要原因是實驗中存在摩擦力及空氣的阻力.(結果保留3位有效數(shù)字)

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