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11.為了探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.裝置中有電磁打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼(總質(zhì)量用M表示)、砂和砂捅(總質(zhì)量用m表示)、刻度尺等,請回答下列問題:

(1)為了完成本實(shí)驗(yàn),下列實(shí)驗(yàn)器材中必不可少的是CD.
A.低壓直流電源      B.秒表     C.天平(附砝碼)    D.低壓交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)誤差由偶然誤差和系統(tǒng)誤差,本實(shí)驗(yàn)中紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車與長木板之間的摩擦和阻力對實(shí)驗(yàn)的影響屬于系統(tǒng)誤差.為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近結(jié)論,應(yīng)盡量地減少摩擦阻力的影響,即按如圖的方式將長木板的一端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力,在平衡摩擦力時(shí),取下沙桶并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,使小車帶動紙帶在長木板上做勻速直線運(yùn)動.
(3)探究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時(shí),可以通過改變小車中砝碼的個(gè)數(shù)來改變小車的質(zhì)量.在完成本實(shí)驗(yàn)時(shí),為了使沙桶的總重力近似地等于小車的牽引力,則沙桶的總質(zhì)量與小車的總質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足M>>m.
(4)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在某次測量時(shí),得到了如圖所示的紙帶,其中0、1、2為相鄰的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),且相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的打點(diǎn)頻率為f,0、1兩點(diǎn)間的距離用x1表示.1、2兩點(diǎn)間的距離用x2表示,則該小車加速度的表達(dá)式a=(x2-x1)f2m/s2.如果f=10Hz,x1=5.90cm,x2=6.46cm,則加速度的值應(yīng)為a=0.56m/s2(保留兩位小數(shù))
(5 )在完成以上操作后,將得到的數(shù)據(jù)用圖象進(jìn)行處理,則小車的加速度的倒數(shù)1a關(guān)于小車的質(zhì)量M的函數(shù)圖象符合實(shí)際情況的是C.

分析 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_實(shí)驗(yàn)步驟和所要測量的物理量,即可知道實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)驗(yàn)器材;
(2)實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,不掛沙桶時(shí)小車在木板上做勻速直線運(yùn)動;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的來源,在 M>>m條件下,可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力;
(4)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論△x=aT2求解加速度;
(5)根據(jù)牛頓第二定律得出加速度的倒數(shù)與質(zhì)量的關(guān)系,從而選擇圖象.

解答 解:(1)本實(shí)驗(yàn)中需測小車質(zhì)量,則需要天平,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電源,
故選:CD.
(2)平衡摩擦力時(shí),把木板一端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜度,使小車在不受繩的拉力時(shí)能拖動紙帶沿木板做勻速直線運(yùn)動即可;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的來源,在 M>>m條件下,可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力.
(4)根據(jù)△x=aT2得:a=x2x1T2=(x2-x1)f2=(6.46-5.90)×102×10-2 m/s2=0.56 m/s2;
(5)根據(jù)牛頓第二定律得:a=mgM+m,則1a=1mgM+1g,
則以1a為縱軸,以總質(zhì)量M為橫軸,作出的圖象為一傾斜直線,且縱坐標(biāo)不為0,故C正確,ABD錯(cuò)誤.
故選:C
故答案為:(1)CD;(2)M>>m;(3)(x2-x1)f2;0.56;(4)C.

點(diǎn)評 解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理,同時(shí)熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題,要明白公式的△x=aT2的推導(dǎo)和應(yīng)用,知道為什么沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)沙和沙桶的重力可以認(rèn)為等于小車的拉力,對于基本知識規(guī)律不但明白是什么還要知道為什么.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.某個(gè)物體帶電量不可能是( �。�
A.1.6×10-19CB.3.2×10-20CC.4.8×10-19CD.1.6×10-6C

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.實(shí)驗(yàn)室里有內(nèi)阻為1kΩ的電壓表及內(nèi)阻為50Ω的電流表各一只,要用它們來測量一只阻值在500Ω左右的電阻,問:
(1)為減小誤差,應(yīng)采用何種連接?
(2)已知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)為10.0V,電流表示數(shù)為20.0mA,計(jì)算待測電阻的準(zhǔn)確值.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

19.某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)中,將一端帶滑輪的長木板放在水平實(shí)驗(yàn)臺上,驗(yàn)小車通過輕細(xì)線跨過定滑輪與鉤碼相連,小車與紙帶相連,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為f=50Hz.在保持實(shí)驗(yàn)小車質(zhì)量不變的情況下,放開鉤碼,小車加速運(yùn)動,處理紙帶得到小車運(yùn)動的加速度a;改變鉤碼的個(gè)數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn).

(1)實(shí)驗(yàn)過程中打出的一條紙帶如圖2,在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在這個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明A,第六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明B,第十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明C,第十六個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明D,第二十一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)明E.測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清,于是測得AC的長度為12.30cm,CD的長度為6.60cm,DF的長度為6.90cm,則小車運(yùn)動的加速度a=0.3m/s2
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),以小車運(yùn)動的加速度a為縱軸,鉤碼的質(zhì)量m為橫軸,得到如圖3所示的a-m圖象,已知重力加速度g=10m/s2
①由圖象求出實(shí)驗(yàn)小車的質(zhì)量為1.0kg;
②平衡摩擦力時(shí),長木板與水平實(shí)驗(yàn)臺傾角的正切值約為0.01.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D.
A、每次在小車上加減砝碼時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C、本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D、在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a-1m2圖象
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙�。ㄟx填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
A.小車與軌道之間存在摩擦         B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大        D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的1m2-a圖象,如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=gk,鉤碼的質(zhì)量m1=1gk
(4)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運(yùn)動的加速度是0.46m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:

(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,將實(shí)驗(yàn)器材組裝,如圖甲所示.請你指出該裝置中錯(cuò)誤或不妥之處:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用直流電源,沒有平衡摩擦力,小車沒有靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后,該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn),如圖乙是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s,由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度為0.193m/s2.(保留三位有效數(shù)字)
(3)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持拉力不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)保持小車質(zhì)量不變.
(4)該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖丙所示,則
①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度.
②此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是砂桶質(zhì)量偏大(填“偏大”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系時(shí),采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車以及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤以及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示.

(1)實(shí)驗(yàn)過程中,電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為f=50Hz的交流電源上,調(diào)整定滑輪高度,使細(xì)線與長木板平行.
(2)若已平衡好摩擦,在小車做勻加速直線運(yùn)動過程中,繩子拉力FT=MmgM+m,當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M>>m時(shí),才可以認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力.
(3)某小組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn),其具體操作步驟如下,以下做法正確的是C.
A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),需要重新平衡摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開小車
D.用天平測出m以及M,小車運(yùn)動的加速度可直接用公式a=mgM求出
(4)某小組同學(xué)保持小車以及車中的砝碼質(zhì)量M一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系時(shí),由于他們操作不當(dāng),這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖2所示,①圖線不過原點(diǎn)的原因是沒平衡摩擦力;②圖線上端彎曲的原因是不滿足M>>m.
(5)某小組在操作完全正確且滿足(2)中質(zhì)量關(guān)系的情況下,圖3為實(shí)驗(yàn)時(shí)小車在長木板上帶動紙帶運(yùn)動打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出.從紙帶上測出x1=3.20cm,x2=4.52cm、x5=8.42cm、x6=9.70cm.則小車加速度大小a=1.30m/s2(保留三位有效數(shù)字)

(6)(5)中實(shí)驗(yàn)小組用所得數(shù)據(jù)探究動能定理,測得上圖紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)1、5間距離為x,該小組最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgx=1200Mf2[(x5+x62-(x1+x22].(用m、M、f,x、x1、x2、x5、x6以及重力加速度g表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

20.質(zhì)量為m=4kg的物體,在水平方向的恒定拉力F作用下沿直線在水平面上運(yùn)動,12秒末去掉拉力F,物體的速度-時(shí)間圖線如圖所示,試求拉力F的大小及物體所發(fā)生的總位移.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

1.在電場中把電量為4.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功3.0×10-7J,再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),克服電場力做功2.0×10-7J.
(1)求A、C兩點(diǎn)間電勢差?
(2)電荷從A經(jīng)B移到C,電勢能如何變化?變化多少?

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