19.在設(shè)計如圖甲所示“驗證牛頓第二定律”的實驗原理時有兩個很“巧妙”的地方,一是要求小車的質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量之和;二是對小車要進行“平衡摩擦力”操作.請回答下列問題:

(1)“巧妙”之一,實驗中要求“小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量之和的目的”是:繩中的拉力(近似)等于砂和砂桶重力之和;
(2)在滿足實驗條件的情況下,某同學(xué)得到了如圖乙的圖線(其中M為小車的質(zhì)量),由此得到的結(jié)論是在合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比.
(3)“巧妙”之二,實驗中對小車進行“平衡摩擦力”操作,下列選項中必須執(zhí)行的是(填序號)AD
A.取下砂和砂桶
B.在空砂桶的牽引下,輕推一下小車,小車能做勻速直線運動
C.小車拖著穿過打點計時器的紙帶做勻速運動時,打點計時器的電源應(yīng)斷開不需接通
D.在沒有定滑輪的一端把長木板墊起適當(dāng)角度
(4)某次實驗(所用交流電的頻率為50Hz)打出的紙帶經(jīng)過處理如圖丙所示,每兩個相鄰的測量點之間還有四個計時點沒有顯示,則小車運動的加速度為0.50m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

分析 該實驗采用控制變量法,先控制小車的質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系,再控制砂和砂桶的總重力不變,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.當(dāng)小車的質(zhì)量遠大于砂桶和砂的總質(zhì)量時,細線的拉力等于砂桶和砂的總重力大。
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大。

解答 解:(1)實驗中要求“小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量之和的目的”是:繩中的拉力(近似)等于砂和砂桶重力之和.
(2)在滿足實驗條件的情況下,某同學(xué)得到了如圖乙的圖線(其中M為小車的質(zhì)量),由此得到的結(jié)論是在合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比.
(3)在該實驗中,我們認為繩子的拉力就等于小車所受的合外力,應(yīng)該平衡摩擦力,正確的操作應(yīng)該是在沒有定滑輪的一端把長木板墊起適當(dāng)角度,細繩的另一端不能懸掛砂和砂桶,輕推一下小車,小車能做勻速直線運動.故AD正確,BC錯誤;
故選:AD.
(4)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s,
設(shè)0到A之間的距離為x1,以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
 x6-x3=3a3T2 
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=$\frac{1}{3}$(a1+a2+a3)=$\frac{0.1582-0.0568-0.0568}{9×0.01}$=0.50m/s2
故答案為:(1)繩中的拉力(近似)等于砂和砂桶重力之和
(2)在合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比
(3)AD
(4)0.50

點評 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,然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題.要學(xué)會應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
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20.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,某同學(xué)用如圖甲所示裝置進行實驗,獲取一張紙帶,但起始點模糊不清.取后面連續(xù)打出的清晰點來研究,測出B、C、D、E、F到A點的距離分別為hB、hC、hD、hE、hF.已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,重物質(zhì)量為m.

①實驗中,打點計時器兩個限位孔的連線必須保持豎直
②打E點時重物的動能表達式為$\frac{{m{(h}_{F}{-h}_{D})}^{2}}{{8T}^{2}}$
③在v2-h坐標(biāo)系中,描出B、C、D、E點對應(yīng)的坐標(biāo),如圖乙所示.如果這些坐標(biāo)可連成一條直線,要判斷重物下落過程中機械能是否守恒,還需要判斷直線斜率是否接近2g..

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1.如圖所示,水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌AOB,其頂點O處電阻阻值R=1.5Ω,其余部分電阻不計,AO與BO的夾角為45°,將質(zhì)量m=2kg,電阻不計的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌MN處,并與BO垂直,已知MN=2m,空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T,在外力作用下,棒由MN處以一定的初速度向右做直線運動,運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等.
(1)若初速度v1=1.5m/s,求棒向右移動距離2m所需的時間△t;
(2)在棒向右移動2m過程中,外力做功W=1J,求初速度v2

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7.關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)k,下列說法中正確的是(  )
A.與彈簧所受的拉力大小有關(guān),拉力越大,則k也越大
B.與彈簧發(fā)生的形變的大小有關(guān),形變越大,則k越大
C.由彈簧本身決定,與彈簧所受拉力及形變大小無關(guān)
D.與彈簧本身特性、彈簧所受拉力及形變大小都有關(guān)

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14.2012年10月,奧地利極限運動員菲利克斯•鮑姆加特納乘氣球緩慢上升至3436m的高空后跳下,經(jīng)過幾秒到達距地面3256m高度處,立即打開降落傘開始勻速下降50s,快到達地面前改變降落傘角度而減速,成功落地時速度為4m/s.重力加速度的大小g取10 m/s2,打開降落傘后才考慮空氣阻力.
(1)求該運動員從靜止開始下落至3256m高度處所需的時間及其在此處速度的大小;
(2)若該運動員和降落傘的總質(zhì)量m=60 kg,試求運動員和降落傘在減速下降時受空氣阻力大。

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4.某同學(xué)用如圖1所示的裝置研究勻變速直線運動的規(guī)律.

(1)實驗開始前不需要(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,實驗中不需要(填“需要”或“不需要”)保證懸掛的鉤碼質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量.
(2)實驗中,從打出的多條紙帶巾選取一條合適的紙帶(圖2),并在其上取了O,A,B,C,D,E,F(xiàn)共7個計數(shù)點,(每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個計時點未畫出)用刻度尺測出 A,B,C,D,E,F(xiàn)六個計數(shù)點到O點的距離并填在下面的表格中
線段OAOBOCODOEOF
數(shù)據(jù)/cm0.541.532.924.767.009.40
打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,則打點C時小車的速度為0.16m/s,小車運動的加速度為0.40ms2,從釋放小車到打點C時,小車運動的時間為0.40s(結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字).
(3)若小車的質(zhì)量為M=450g.打(2)問巾紙帶時懸掛鉤碼的質(zhì)量為m=50g,不計線與滑輪的摩擦,重力加速度g=l0m/s2,則小車運動過程巾所受阻力為0.3N.

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11.下列的說法正確的是( 。
A.任何有規(guī)則形狀的物體,其重心必在其幾何中心
B.因物體的重心是重力的作用點,所以物體的重心一定在物體上
C.物體受到的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的
D.自由下落的石塊的速度越來越大,說明石塊所受重力越來越大

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8.從同一地點沿同一方向做直線運動的甲、乙兩物體的v-t圖象如圖所示.在0~2s時間內(nèi),則下列表述正確的( 。
A.在1s時刻兩個物體相遇B.物體乙的平均速度大小為2m/s
C.物體甲乙的速度方向相反D.甲物體所受的合外力做負功

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9.質(zhì)量為m的滑塊在傾角為θ的光滑斜面上下滑時滑塊對斜面的壓力為F1(如圖1所示),現(xiàn)將另一同樣質(zhì)量的滑塊放在另一個可以在地面上滑動的同樣光滑的斜面上,在外力F的推動下與斜面恰好保持相對靜止(如圖2所示),這時滑塊對斜面的壓力為F2,則F1:F2( 。
A.1:1B.cos θ:1C.sin θ:1D.cos2θ:1

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