14.改進(jìn)后的“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,力傳感器、定滑輪固定在橫桿上,替代原裝置中的彈簧秤.已知力矩盤上各同心圓的間距為5cm.
(1)(多選題)做這樣改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是BD
A.力傳感器既可測拉力又可測壓力
B.力傳感器測力時不受主觀判斷影響,精度較高
C.能消除轉(zhuǎn)軸摩擦引起的實(shí)驗(yàn)誤差
D.保證力傳感器所受拉力方向不變
(2)某同學(xué)用該裝置做實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動時G點(diǎn)始終在最低處,他仍用該盤做實(shí)驗(yàn).在對力傳感器進(jìn)行調(diào)零后,用力傳感器將力矩盤的G點(diǎn)拉到圖示位置,此時力傳感器讀數(shù)為3N.再對力傳感器進(jìn)行調(diào)零,然后懸掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn).此方法能(選填“能”、“不能”)消除力矩盤偏心引起的實(shí)驗(yàn)誤差.已知每個鉤碼所受重力為1N,力矩盤按圖示方式懸掛鉤碼后,力矩盤所受順時針方向的合力矩為0.7N•m.力傳感器的讀數(shù)為-0.5N.

分析 (1)根據(jù)彈簧可以拉伸與壓縮,結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理,及操作步驟,即可求解;
(2)根據(jù)力矩公式,結(jié)合力傳感器讀數(shù),求得偏心的順時針力矩,再消除力矩盤的偏心引起實(shí)驗(yàn)誤差,求得力矩盤所受順時針方向合力矩,從而根據(jù)平衡條件,即可求解.

解答 解:(1)A、彈簧可以測拉力和壓力,故A錯誤;
B、力傳感器,定滑輪固定在橫桿上,替代原裝置中的彈簧秤,主要好處是:力傳感器測力時,不受主觀判斷影響,精確度高和保證力傳感器所受拉力方向不變,故BD正確;
C、不能消除轉(zhuǎn)軸摩擦力引起的誤差,故C錯誤;
故選:BD.
(2)某同學(xué)該裝置做實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動時,他仍用該盤做實(shí)驗(yàn),在對力傳感器進(jìn)行調(diào)零后,用力傳感器將力矩盤的G點(diǎn)拉到圖示位置,此時力傳感器讀數(shù)為3N,說明此時偏心的順時針力矩M0=3×2×0.05N•m=0.3N•m;
再對力傳感器進(jìn)行調(diào)零,這時就可以消除力矩盤的偏心引起實(shí)驗(yàn)誤差,
力矩盤所受順時針方向合力矩M1=2×1×0.05+2×1×3×0.05+0.3N•m=0.7N•m;
根據(jù)固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件,則有:F×2×0.05+3×1×3×0.05-0.3=2×1×0.05-2×2×3×0.05-0.3;
解得:F=-0.5N;
故答案為:(1)BD;(2)能,0.7,-0.5.

點(diǎn)評 本題考查力矩概念,掌握力矩平衡條件,重點(diǎn)是求“力矩盤所受到順時針方向合力矩”時,很容易忘掉“力矩盤偏心的力矩”.

練習(xí)冊系列答案
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4.(1)在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時,某同學(xué)嘗試用DIS傳感器測量周期.如圖用一個磁性小球代替原先的擺球,在單擺下方放置一個磁傳感器,其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方.圖中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器.使單擺做小角度擺動,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時,磁性小球位于最低點(diǎn).若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時間間隔為t,則單擺周期的測量值為$\frac{2t}{N-1}$(地磁場和磁傳感器的影響可忽略).
(2)實(shí)驗(yàn)中,測得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯〉脑蚴牵篊
A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測出擺線的懸點(diǎn)到擺球球心之間的距離
B.讓單擺自由下垂,測出擺線長度再加上擺球直徑
C.計(jì)算擺長時測出擺線長沒有加上擺球的半徑
D.將實(shí)際振動次數(shù)n次誤記成(n+1)次.

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5.A、B兩種光子的能量之比為2:1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功2:l;EA-2EB

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2.李明同學(xué)想要測量某個未知電阻R1,他的手邊共有儀器如下:
一個電阻箱R   一個滑動變阻器R0  一個靈敏電流計(jì)G  一個不計(jì)內(nèi)阻的恒定電源E   開關(guān)、導(dǎo)線若干
他首先想到用伏安法或者電表改裝知識來設(shè)計(jì)電路,但發(fā)現(xiàn)由于儀器缺乏無法實(shí)現(xiàn).苦惱之余去尋求物理
老師的幫助.老師首先給了他一道習(xí)題要求他思考:

(1)如圖1,在a、b之間搭一座“電橋”,調(diào)節(jié)四個變阻箱R1、R2、R3、R4的阻值,當(dāng)G表為零時(此時也
稱為“電橋平衡”),4個電阻之間的關(guān)系是:R1R4=R2R3
(2)聰明的李明馬上想到了改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn),他按照以下步驟很快就測出了Rx
A、按圖2接好電路,調(diào)節(jié)R,P為滑動變阻器的滑頭,當(dāng)G表示數(shù)為零時,讀出此時變阻箱阻值R1
B、將Rx與變阻箱R互換位置,并且控制P不動,再次調(diào)節(jié)R,直至電橋再次平衡時,讀出此時變阻箱阻值R2
C、由以上數(shù)據(jù)即可得Rx的阻值,其大小為Rx=$\sqrt{{R}_{1}{R}_{2}}$.

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9.如圖a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入玻璃等腰三棱鏡的底面MN,單色光在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示,由此可知( 。
A.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,a光干涉條紋寬度小于b光干涉條紋寬度
B.a光和b光在同一種介質(zhì)中相遇可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
C.在玻璃中,a光的速度大于b光的速度
D.玻璃對a光的折射率大于玻璃對b光的折射率

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19.一個內(nèi)部均勻的正方體物塊的邊長為a,質(zhì)量為m,放在粗糙水平面上,如圖所示.由于物塊質(zhì)量很大,摩擦力也很大,需要用以A為軸翻滾的方向向前移動物塊,若移動距離為s,且s>a,問此人至少要對此物塊做多少功?

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6.如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌MN,PQ水平放置在勻強(qiáng)磁場中,間距為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下(未畫出),質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌且可沿導(dǎo)軌自由移動.導(dǎo)軌左端M、P接一定值電阻,阻值為R,金屬棒ab和導(dǎo)軌電阻均不計(jì).現(xiàn)用恒力F向右拉金屬棒ab使之沿導(dǎo)軌有靜止開始平動,金屬棒ab最終以勻速運(yùn)動.求:
(1)金屬棒勻速運(yùn)動時,速度的大小,R上電流的方向如何;
(2)從ab開始運(yùn)動到位移為x的過程,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q是多少?

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12.我國是能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)和發(fā)射地球同步衛(wèi)星的國家之一,發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)動,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入軌道3,如圖所示,軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運(yùn)動時,下列說法正確的有( 。
A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率
B.在Q點(diǎn)由軌道1變到軌道2時,衛(wèi)星需要加速
C.衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行時不需要向心力
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13.圓軌道上運(yùn)動的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星,它到地球表面的距離等于地球半徑R,地球表面上的重力加速度為g,則
(1)這顆人造衛(wèi)星的周期為多少?
(2)此時人造衛(wèi)星的線速度有多大?
(3)此時人造衛(wèi)星的動能有多大?

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