19.像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置.當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)(與之連接的兩上光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出).小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K,讓小車(chē)從木板的頂端滑下,光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度d(已知l>>d),光電門(mén)1,2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1、t2.則窄片K通過(guò)光電門(mén)1的速度表達(dá)式v1=_$\fracochvjo7{{t}_{1}}$.
(2)用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)間距為l,則小車(chē)的加速度表達(dá)a=$\frac{({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})jzfvtyx^{2}}{2l({t}_{1}^{2}+{t}_{2}^{2})}$.
(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了把砂和砂桶拉車(chē)的力當(dāng)作小車(chē)受的合外力,就必須平衡小車(chē)受到的摩擦力,正確的做法是不掛砂和砂桶,與兩個(gè)光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器讀數(shù)相等為止.
(4)實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量,把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車(chē)的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實(shí)線所示.試分析:圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;曲線上部彎曲的原因沒(méi)有滿(mǎn)足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.

分析 (1)利用光電門(mén)測(cè)速度時(shí)是利用了平均速度代替瞬時(shí)速度的原理;
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-${v}_{0}^{2}$=2as,可以寫(xiě)出加速度的表達(dá)式;
(3)該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)把木板一端抬高,讓小車(chē)的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的;
(4)根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確解答.

解答 解:(1)由于窄片K的寬度為d很小,因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時(shí)速度,故窄片K通過(guò)光電門(mén)1的速度表達(dá)式為:v1=$\fraciq8xdvt{{t}_{1}}$.
(2)窄片K通過(guò)光電門(mén)2的速度表達(dá)式:v2=$\fracvljxuyl{{v}_{2}}$.
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v2-${v}_{0}^{2}$=2as有:
解得:a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2l}$=$\frac{({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})uvj8rma^{2}}{2l({t}_{1}^{2}+{t}_{2}^{2})}$.
(3)在該實(shí)驗(yàn)中,平衡摩擦力的思路是:抬高木板一端,讓小車(chē)的重力沿斜面分力與摩擦力平衡,當(dāng)觀察到小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),說(shuō)明摩擦力已經(jīng)被平衡,故具體操作是:先不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)讓其下滑,直至小車(chē)能勻速下滑即可.
(4)根據(jù)丙圖可知,當(dāng)沒(méi)有掛砂和砂桶時(shí),小車(chē)產(chǎn)生了加速度,因此說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;隨著F的增大,即砂和砂桶質(zhì)量的增大,不在滿(mǎn)足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象.
故答案為:(1)$\fracxfv5j2l{{t}_{1}}$;   (2)$\frac{({t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2})v80kio5^{2}}{2l({t}_{1}^{2}+{t}_{2}^{2})}$;
(3)不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)讓其下滑,直至兩個(gè)光電門(mén)的讀數(shù)相等為止.
(4)平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大;沒(méi)有滿(mǎn)足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理,并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,注意平衡摩擦力的細(xì)節(jié),理解a-F圖象的不直的原因.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.如圖所示,在足夠大的空間中有一水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)和一水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng),且電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向相互垂直,在電磁場(chǎng)正交的空間中有一足夠長(zhǎng)的固定粗糙絕緣桿,與電場(chǎng)正方向成45°夾角且處于豎直平面內(nèi).一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球套在絕緣桿上.初始,給小球一沿桿向下的初速度v0,小球恰好做勻速運(yùn)動(dòng),電量保持不變.已知,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=$\frac{mg}{q}$,則以下說(shuō)法正確的是(  )
A.小球的初速度為v0=$\frac{2mg}{qB}$
B.小球的初速度為v0=$\frac{\sqrt{2}mg}{qB}$
C.若小球的初速度變?yōu)?\frac{mg}{qB}$,則小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng),最后停止
D.若小球的初速度為$\frac{3mg}{qB}$,則運(yùn)動(dòng)中小球克服摩擦力做功為$\frac{7{m}^{2}{g}^{2}}{2{q}^{2}{B}^{2}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,用秒表記下了單擺全振動(dòng)50次的時(shí)間,如圖所示,由圖可讀出時(shí)間為96.8s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.質(zhì)點(diǎn)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第3s內(nèi)的位移是5m,則第1s末的速度為( 。
A.2m/sB.0.5m/sC.1m/sD.2.5m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.2015鄭州航展已于9月25日至27日在鄭州上街機(jī)場(chǎng)如期舉行,4個(gè)國(guó)際頂級(jí)特技飛行表演隊(duì)參演,輪番上演飛撞氣球、空中芭蕾、藍(lán)天繪畫(huà)、高空投彈、空中格斗等特技,假設(shè)航展中有兩飛機(jī)甲、乙在平直跑道上同向行駛,0-t2時(shí)間內(nèi)的圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.飛機(jī)乙在0-t2內(nèi)的平均速度等于$\frac{v_2}{2}$
B.飛機(jī)甲在0-t2內(nèi)的平均速度的比乙大
C.兩飛機(jī)在tl時(shí)刻一定相遇
D.兩飛機(jī)在0-t2內(nèi)不可能相遇

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即Uab=Ubc,實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),R同時(shí)在等勢(shì)面b上,據(jù)此可知(  )
A.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度
B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能
C.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)的動(dòng)能
D.三個(gè)等勢(shì)面中,c的電勢(shì)最高

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是( 。
A.物體下落的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)
B.物體從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)
C.初速度為零,加速度為9.8 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)
D.物體只在重力作用下,從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.物體做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),下列運(yùn)動(dòng)情況不可能出現(xiàn)的是(  )
A.加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,當(dāng)物體加速度減小時(shí),它的速度也減小
B.運(yùn)動(dòng)的物體在某時(shí)刻速度為零,而其加速度不為零
C.物體在某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度很小,而加速度很大
D.物體在某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度很大,而加速度為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.如圖,E為內(nèi)阻不能忽略的電池,R1、R2、R3為定值電阻,S0、S為開(kāi)關(guān),V與A分別為電壓表與電流表.初始時(shí)S0與S均閉合,現(xiàn)將S斷開(kāi),則(  )
A.V的讀數(shù)變大,A的讀數(shù)變小B.V的讀數(shù)變大,A的讀數(shù)變大
C.V的讀數(shù)變小,A的讀數(shù)變大D.電源內(nèi)阻消耗的電能比斷開(kāi)前少

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案