18.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究小車(chē)的加速度與所受合力的關(guān)系.將裝有力傳感器的小車(chē)放置于水平長(zhǎng)木板上,緩慢向小桶中加入細(xì)砂,直到小車(chē)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止,記下傳感器的最大示數(shù)F0,以此表示小車(chē)所受摩擦力的大小.再將小車(chē)放回原處并按住,繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂,記下傳感器的示數(shù)F1

(1)接通頻率為50Hz的交流電源,釋放小車(chē),打出如圖乙所示的紙帶.從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,則小車(chē)加速度a=0.16m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),記下小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F2,獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車(chē)加速度a與合力F(F=F2-F0)的關(guān)系圖象,不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦,下列圖象中正確的是B.

(3)同一次實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器示數(shù)F2與小車(chē)釋放前傳感器示數(shù)F1的關(guān)系是F2<F1(選填“<”、“=”或“>”).
(4)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是D.
A.小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量
B.實(shí)驗(yàn)中需要將長(zhǎng)木板右端墊高
C.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量
D.用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

分析 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大;
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車(chē)加速度a與合力F(F=F1-F0)的關(guān)系圖象,由于已經(jīng)平衡摩擦力,所以圖象應(yīng)該過(guò)原點(diǎn);
(3)對(duì)小桶受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解;
(4)在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小,實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板右端墊高,因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車(chē)所受摩擦力的大小,用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

解答 解:(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=$\frac{0.0368-0.0352}{0.01}$=0.16 m/s2
(2)改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車(chē)加速度a與合力F(F=F1-F0)的關(guān)系圖象.
由于已經(jīng)平衡摩擦力,所以圖象應(yīng)該過(guò)原點(diǎn),一條傾斜的直線.故B正確,ACD錯(cuò)誤;
故選:B.
(3)對(duì)小桶受力分析,設(shè)小桶重力為mg,
木板釋放前彈簧秤的示數(shù)F1,所以F1=mg,
設(shè)小車(chē)的重力為Mg,小車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F2,
根據(jù)牛頓第二定律得:mg-F2=ma
所以F1>F2,
(4)A、在該實(shí)驗(yàn)中力傳感器可以直接得出力的大小,不需要使小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;
B、實(shí)驗(yàn)中不需要將長(zhǎng)木板右端墊高,因?yàn)橐呀?jīng)測(cè)量了小車(chē)所受摩擦力的大小,故B錯(cuò)誤;
C、實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量,只需要保證小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量不變,故C錯(cuò)誤;
D、用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,可更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),故D正確;
故選:D.
故答案為:(1)0.16;(2)B;(3)<;(4)D

點(diǎn)評(píng) 本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用,提高解決問(wèn)題能力.解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng),其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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8.如圖所示,兩金屬板間有水平方向(垂直紙面向里)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶正電、質(zhì)量為m的小球垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向從O點(diǎn)以速度v0飛入此區(qū)域,恰好能沿直線從P點(diǎn)飛出此區(qū)域.如果只將電場(chǎng)方向改為豎直向上,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),加速度大小為a1,經(jīng)時(shí)間t1從板間的右端a點(diǎn)飛出,a與P間的距離為y1;如果同時(shí)撤去電場(chǎng)和磁場(chǎng),小球加速度大小為a2,經(jīng)時(shí)間t2從板間的右端b點(diǎn)以速度v飛出,b與P間的距離為y2.a(chǎn)、b兩點(diǎn)在圖中未標(biāo)出,則一定有(  )
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A.b將吸引a,吸住后不放開(kāi)B.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)
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6.一個(gè)平行板電容器,使它各板電荷量從Q1=3.0×10-6C增加到Q2=3.6×10-6C時(shí),兩板間的電勢(shì)從U1=10V增加到U2=12V,這個(gè)電容器的電容是3×10-7F,如果使兩板間電勢(shì)差從U1=10V降到U2=6V,則各板需減少1.2×10-6C電荷量?

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13.為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是BD.
A.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M.
B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力.
C.小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先釋放小車(chē),再接通電源,打出一條紙帶,同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù).
D.改變鉤碼的質(zhì)量,打出幾條紙帶.
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電,計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的點(diǎn)4的速度為v=0.314m/s,加速度a=0.496 m/s2 (均保留三位有效數(shù)字).
(3)以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫(huà)出的a-F圖象是一條直線,測(cè)得圖線的斜率為k,則小車(chē)的質(zhì)量為$\frac{1}{k}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

3.如圖所示是某同學(xué)做探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)已接通電源正要釋放紙帶時(shí)的情況(小車(chē)上固定有力傳感器測(cè)小車(chē)所受拉力,圖中未畫(huà)出)
(1)請(qǐng)你指出該同學(xué)的五個(gè)差錯(cuò).
①電源應(yīng)用6V交流電源;
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置固定在木板右端;
③滑輪位置使拉線水平;
④小車(chē)位置應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;
⑤長(zhǎng)木板應(yīng)墊高右端平衡摩擦力.
(2)調(diào)整裝置后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作,以下說(shuō)法正確的是AB
A.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)先閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)關(guān),再釋放小車(chē)
B.通過(guò)緩慢添加細(xì)沙,可以方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C.每次添加細(xì)沙后,需測(cè)出沙及沙桶的質(zhì)量
D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程要確保沙及沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量.

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10.如圖所示,P是一個(gè)很大的金屬板,水平放置,Q是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,固定在板外.另一個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電的小物體C,以一定的初速度從圖中的a點(diǎn)沿金屬板表面移動(dòng)到b點(diǎn),移動(dòng)過(guò)程中C的帶電量保持不變,它與金屬板間的摩擦不能忽略.關(guān)于C的這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下面的說(shuō)法中正確的是( 。
A.C對(duì)P板的壓力先變小后變大B.C的加速度先變小后變大
C.C的電勢(shì)能先變小后變大D.C的速度先變小后變大

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7.如圖所示,平行板電容器下極板與靜電計(jì)外殼相連且接地,電容器的上極板與靜電計(jì)小球相接,下極板上部放置一定厚度的金屬板.電容器充電后,上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度,P點(diǎn)處?kù)o止一個(gè)帶電顆粒.當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.電容器板內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)變大B.靜電計(jì)指針偏角變大
C.帶電顆粒將向下運(yùn)動(dòng)D.P點(diǎn)處電勢(shì)升高

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8.如圖所示,物體A由上下兩部分構(gòu)成(這兩部分間不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)),正在從斜面體B上沿斜面勻速下滑,而斜面體在水平面上始終保持靜止,則下面說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體A在沿斜面下滑的過(guò)程中受到兩個(gè)力的作用
B.地面對(duì)斜面體B有水平向左的摩擦力作用
C.斜面體B相對(duì)于地面沒(méi)有水平向左或向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
D.將A的上半部拿走后,A的剩余部分仍將勻速下滑

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