11.某物理實驗興趣小組通過如圖所示的裝置進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗.

(1)實驗中打出的一條紙帶如圖所示,他們選擇了幾個計時點作為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有 4 個計時點沒有標出,其中s1=7.06cm、s2=7.68cm、s3=8.30cm、s4=8.92cm,打點計時器的打點周期是0.02s,小車的加速度大小是0.62m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(2)某同學將長木板右端適當墊高以平衡摩擦力,但他把長木板的右端墊得過低,使得木板的傾角過小.若用a表示小車的加速度,F(xiàn)表示細線作用于小車的拉力.那么,他們繪出的 a-F關系圖象是下圖中的D.

分析 根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量,運用逐差法求出加速度.
實驗前需要平衡摩擦力,平衡摩擦力時,如果木板墊起的太低,小車重力平行于木板方向的分力小于小車受到的最大靜摩擦力,在施加拉力時,小車加速度為零,a-F圖象不過坐標原點,在F軸上有截距.

解答 解:(1)根據(jù)紙帶知,s2-s1=s3-s2=s4-s3=0.62cm,在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差為0.62cm,
根據(jù)△x=aT2得,
a=$\frac{0.0062}{0.01}$=0.62m/s2
(2)實驗前需要平衡摩擦力,平衡摩擦力時,如果木板墊起的太低,小車重力平行于木板方向的分力小于小車受到的最大靜摩擦力,在施加拉力時,小車加速度為零,a-F圖象不過坐標原點,在F軸上有截距.因此他繪出的a-F關系圖象是D.
故答案為:(1)0.62,(2)D

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,關鍵是勻變速直線運動兩個重要推論的運用.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.某物理興趣小組為了探究物體做圓周運動時向心加速度與角速度、半徑的關系,采用了數(shù)字實驗系統(tǒng),裝置示意圖如圖甲所示,把一質(zhì)量m=50g的滑塊放置在光滑的水平圓盤上,滑塊用不可伸長的細線通過光滑圓孔O與力傳感器連接,給滑塊一定的初速度,滑塊便可以繞光滑圓孔O在圓盤上做圓周運動.

(1)本實驗應采用的物理思想方法是B.
A.理想實驗法 B.控制變量法 C.等效替代法 D.比值定義法
(2)他們首先讓滑塊做半徑r=0.1m的圓周運動,數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量得到若干組向心力F和對應的角速度ω,并通過計算得到對應的加速度值,如下表:
實驗序號123456
F/N4.002.862.021.230.440.10
a/m•s-280.057.240.424.68.82.0
ω/rad•s-128.323.920.115.79.44.4
第6組數(shù)據(jù)中a=2.0m/s2.請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖乙上繪出a-ω的關系圖象.

(3)該小組某同學試探作出a-ω2圖象,如圖丙所示,由此得到的結(jié)論是:r一定時,a∝ω2
(4)他們將滑塊做圓周運動的半徑r再分別調(diào)整為0.05m、0.15m,又得到了兩條a-ω圖線,他們將三次實驗得到的圖線放在一個坐標系中,如圖丁所示,通過對三條圖線的比較、分析、討論,他們得出在ω一定的條件下,a∝r的結(jié)論,你認為他們的依據(jù)是做一條平行與縱軸的輔助線,觀察和圖象的交點中加速度的數(shù)值之比為1:2:3.

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2.我國“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星,中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15×104km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為3.60×104km.下列說法正確的是( 。
A.中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9km/s
B.靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度
C.靜止軌道衛(wèi)星的運行周期大于中軌道衛(wèi)星的運行周期
D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于中軌道衛(wèi)星的向心加速度

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19.已知“嫦娥一號”繞月球飛行軌道近似為圓形,“嫦娥一號”繞月球飛行時的線速度大小為v,飛行周期為T,月球的半徑為R,引力常量為G.求:
(1)“嫦娥一號”距月球表面的高度;
(2)月球的質(zhì)量;
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6.利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度.如圖(a)所示,現(xiàn)使透明標準板M和待檢工件N間形成空氣薄層,并用單色光照射,可觀察到如圖(b)所示的干涉條紋,條紋的彎曲處P和Q對應于A和B處,則N的上表面B處向上凸(選填“向上凸”或“向下凹”),條紋上的c、d、e三點對應處的空氣薄層厚度相同的是c、d點.

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16.圖象法可以形象直觀地描述物體的運動情況.對于下面兩質(zhì)點運動的位移-時間圖象和速度-時間圖象,分析結(jié)果正確的是(  )
A.由圖(1)可知,質(zhì)點做曲線運動,且速度逐漸增大
B.由圖(1)可知,質(zhì)點在前10s內(nèi)的平均的速度大小為4m/s
C.由圖(2)可知,質(zhì)點在第4s內(nèi)加速度的方向與物體運動的方向相反
D.由圖(2)可知,質(zhì)點在運動過程中,加速度的最大值為15m/s2

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3.如圖所示,A、B兩個小球用輕桿連接,A球只能沿內(nèi)壁光滑的豎直滑槽運動,B球處于光滑水平面內(nèi),不計球的體積.開始時,在外力作用下A、B球均靜止,連接輕桿可視為豎直.現(xiàn)撤去外力,B開始沿水平面向右運動.已知A、B兩球的質(zhì)量均為m,桿長為L,則下列說法中正確的是(以水平面為零勢能面)( 。
A.A球下滑到地面的過程中,輕桿對B先做正功后做負功
B.A球著地時的速度大小為$\sqrt{gL}$
C.A球著地時A、B兩球的速度大小相同
D.A球下滑到地面過程中兩球和桿組成的系統(tǒng)機械能守恒

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20.如圖所示,我國所建的空間站在軌道2上繞地球勻速圓周運動,此圓軌道上空間站運行周期約為480分鐘,一航天飛機欲與空間站在P處對接,已知關閉動力的航天飛機在地球引力作用下在軌道1上運行,下列說法中正確的是(  )
A.航天飛機向P處運動過程中速度越來越大
B.空間站在軌道2運行的角度速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度
C.空間站在軌道2運行通過P點時速度比航天飛機在軌道1運行時通過P點時的速度大
D.若還知地球質(zhì)量,則可以求出空間站距離地球表面的高度

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1.在半導體離子注入工藝中,質(zhì)量相等、初速度可忽略的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場加速后,垂直進入磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里,寬度為d的勻強磁場區(qū)域,P+離子在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后,從磁場右邊界射出,如圖所示.關于上述運動,下列說法正確的是( 。
A.P+和P3+在電場中運動的時間之比為3:1
B.P+和P3+在磁場中運動的半徑之比為3:1
C.P+和P3+在磁場中運動的時間之比為3:2
D.P+和P3+離開磁場時的動能之比為1:3

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