【題目】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,采用如圖所示的實驗裝置,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)實驗過程中,電火花計時器接在頻率為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動過程中,繩子拉力=________,當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_______時,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一定來做實驗,其具體操作步驟如下,以下做法正確的是___________。
A.平衡摩擦力時,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,需要重新平衡摩擦力 |
C.實驗時,先接通打點計時器的電源,再放開小車 |
D.用天平測出m以及M,小車運動的加速度可直接用公式求出 |
(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,由于他們操作不當(dāng),這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖像如圖所示,①圖線不過原點的原因是__________;②圖線上端彎曲的原因是__________________。
(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,下圖為實驗時小車在長木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個打點未畫出。從紙帶上測出,、、。則小車加速度大小a=________(保留三位有效數(shù)字)
(6)(5)中實驗小組用所得數(shù)據(jù)探究動能定理,測得上圖紙帶計數(shù)點1、5間距離為x,該小組最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為____________。(用m、M、f,x、、以及重力加速度g表示)
【答案】(2)M>>m(3)C (4)①沒平衡摩擦力;②不滿足M>>m(5)1.30
(6)
【解析】試題分析:(2)設(shè)小車的質(zhì)量為M,砝碼盤總質(zhì)量為m,將兩者看做一個整體,對整體有,對小車有,聯(lián)立可得,只有當(dāng)時,
(3)平衡摩擦力時,不能將及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上,故A錯誤;平衡摩擦力時應(yīng)用,則只需滿足,與質(zhì)量無關(guān),改變小車質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力,故B錯誤;實驗時,先接通電源,再釋放小車,故C正確;小車運動的加速度通過紙帶求出,不能通過求出,故D錯誤.
(4)當(dāng)F≠0時,a=0.也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.該組同學(xué)實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
而后者:隨著F的增大,即砂和砂桶質(zhì)量的增大,不在滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象.
(5)由于相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出,所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔.
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式得,解得:.
(6)重力做功,計數(shù)點1時的速度為,5點的速度為,增加的動能為,聯(lián)立可得
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【題目】在如圖所示的電路中,R1=1Ω,R2=R3=4 Ω,當(dāng)開關(guān)S接a時,R2上消耗的電功率為PR2=4 W,當(dāng)開關(guān)S接b時,電壓表示數(shù)為U1= 4.5 V,試求:
(1)開關(guān)S接a時,通過電源的電流和電源兩端的電壓;
(2)當(dāng)開關(guān)S接c時,通過R2的電流。
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【題目】汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機功率為P.進(jìn)入高速公路時,司機加大了油門,使汽車的功率立即增大一倍并保持該功率繼續(xù)行駛.下圖中,能比較正確表示從司機加大油門開始,汽車的牽引力F與速度v、速度v與時間t的關(guān)系的是(設(shè)運動過程中阻力始終不變)( )
A. B. C. D.
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【題目】如圖所示,帶電小球A固定在絕緣支架上,小球B用絕緣細(xì)線懸掛,細(xì)線向右傾斜. ( )
A. A、B帶異種電荷
B. 將A向右移動稍許,細(xì)線偏離豎直方向的幅度減小
C. 將A向左移動稍許,細(xì)線偏離豎直方向的幅度增大
D. 增大A的帶電量,細(xì)線偏離豎直方向的幅度增大
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【題目】有幾位同學(xué)為了測試某款汽車的性能,記錄了該汽車沿平直公路啟動、勻速行駛和制動三個過程速度的變化情況如表,若汽車啟動和制動可看作是勻變速直線運動,則下列說法正確的是
A. 汽車加速到6s末才開始勻速運動
B. 加速階段位移為90m
C. 前8s內(nèi)汽車通過的位移大小為
D. 制動過程加速度大小一定為
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【題目】用如圖所示的實驗裝置做 “探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗:
①下面列出了一些實驗器材:
電磁打點計時器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼、砂和砂桶。除以上器材外,還需要的實驗器材有:__________。(多選)
A.秒表 B.天平(附砝碼)
C.刻度尺(最小刻度為mm) D.低壓交流電源
②實驗中,需要平衡小車和紙帶運動過程中所受的阻力,正確的做法是 。
A.小車放在木板上,把木板一端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使小車在不受繩的拉力時沿木板做勻速直線運動。
B.小車放在木板上,掛上砂桶,把木板一端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使小車在砂桶的作用下沿木板做勻速直線運動。
C.小車放在木板上,后面固定一條紙帶,紙帶穿過打點計時器。把木板一端墊高,調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,使小車在不受繩的拉力時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動。
③實驗中,為了保證砂和砂桶所受的重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力,砂和砂桶的總質(zhì)量m與小車和車上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是__________。這樣,在改變小車上砝碼的質(zhì)量時,只要砂和砂桶質(zhì)量不變,就可以認(rèn)為小車所受拉力幾乎不變。
④實驗中需要計算小車的加速度。如圖所示,A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點,若相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為T,A、B間的距離為x1,B、C間的距離為x2,則小車的加速度a=__________。已知T=0.10s,x1=5.90cm,x2=6.46cm,則a=__________m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
⑤某小組在研究“外力一定時,加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時,保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量M,分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)。在分析處理數(shù)據(jù)時,該組同學(xué)產(chǎn)生分歧:甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以作出小車加速度a與其質(zhì)量M的圖像,如圖甲,然后由圖像直接得出a與M成反比。乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗證a與其質(zhì)量倒數(shù)是否成正比,并作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)的圖像,如圖乙所示。你認(rèn)為同學(xué) (選填“甲”或“乙”)的方案更合理。
⑥另一小組在研究“小車質(zhì)量一定時,加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時,用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F,然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出a-F圖像,如圖所示。發(fā)現(xiàn)圖像既不過原點,末端又發(fā)生了彎曲,可能原因是________。
A.沒有平衡摩擦力,且小車質(zhì)量較大
B.平衡摩擦力時,木板的傾斜角度過大,且砂和砂桶的質(zhì)量較大
C.平衡摩擦力時,木板的傾斜角度過小,且砂和砂桶的質(zhì)量較大
D.平衡摩擦力時,木板的傾斜角度過小,且小車質(zhì)量較大
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【題目】1820年4月的一天,丹麥科學(xué)家奧斯特在上課時,無意中讓通電導(dǎo)線靠近小磁針,突然發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)。這個現(xiàn)象并沒有引起在場其他人的注意,而奧斯特卻是個有心人,他非常興奮,緊緊抓住這個現(xiàn)象,接連三個月深入地研究,反復(fù)做了幾十次實驗。關(guān)于奧斯特的實驗,如圖所示,下列操作中一定能夠觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)的是
A. 通電導(dǎo)線AB東西放置,小磁針放在導(dǎo)線正下方,閉合開關(guān)
B. 通電導(dǎo)線AB南北放置,小磁針放在導(dǎo)線正下方,閉合開關(guān)
C. 通電導(dǎo)線AB東西放置,小磁針放在導(dǎo)線正下方,改變電流方向
D. 通電導(dǎo)線AB南北放置,小磁針在AB延長線的B端外側(cè),改變電流大小
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【題目】在“研究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度如下:
計數(shù)點序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
計數(shù)點對應(yīng)的時刻(s) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
通過計數(shù)點的速度(cm/s) | 44.0 | 62.0 | 81.0 | 100.0 | 110.0 | 168.0 |
為了計算加速度,合理的方法是_________.
A. 根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度,用公式算出加速度
B. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,量出其傾角,由公式a=tanα求出加速度
C. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖象,由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度、時間用公式算出加速度
D. 依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度,算出平均值作為小車的加速度
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【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中:
(1)供實驗選擇的重物有以下四個,應(yīng)選擇:(____)
A.質(zhì)量為10g的砝碼 B.質(zhì)量為200g的木球
C.質(zhì)量為50g的塑料球 D.質(zhì)量為200g的鐵球
(2)下列敘述正確的是(____)
A.實驗中應(yīng)用秒表測出重物下落的時間
B.可用自由落體運動的規(guī)律計算重物的瞬時速度
C.因為是通過比較和mgh是否相等來驗證機械能是否守恒,故不需要測量重物的質(zhì)量
D.釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端,使紙帶豎直通過限位孔
(3)質(zhì)量m=1kg的物體自由下落,得到如圖所示的紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.04s,那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中, 物體重力勢能的減少量Ep=________J,此過程中物體動能的增加量Ek=________J。(g=9.8m/s2,保留三位有效數(shù)字)
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