【題目】某物理興趣小組的同學用圖甲所示裝置來驗證牛頓第二定律。同學們在實驗中,都將砂和小桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小,通過改變小桶中砂的質(zhì)量改變拉力。為使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,實驗中需要平衡摩擦力。

①下列器材中不必要的是___(填字母代號).

A. 交流電源 B. 秒表 C. 天平(含砝碼) D. 直流電源

②下列實驗操作中,哪些是錯誤的___(填字母代號).

A. 調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板保持平行

B. 每次實驗,都要先放開小車,再接通打點計時器的電源

C. 平衡摩擦力時,將懸掛小桶的細線系在小車上

D. 平衡摩擦力時,讓小車后面連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶

③圖乙是某同學實驗中獲得的一條紙帶.AB、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,A、C間的距離為x2,則小車的加速度a=______(用字母表達).

④圖丙是小剛和小芳兩位同學在保證小車質(zhì)量一定時,分別以砂和小桶的總重力mg為橫坐標,以小車運動的加速度a為縱坐標,利用各自實驗數(shù)據(jù)作出的amg圖象。

a.由小剛的圖象,可以得到實驗結(jié)論:________________________________________.

b.小芳與小剛的圖象有較大差異,既不過原點,又發(fā)生了彎曲,下列原因分析正確的是______(填字母代號).

A. 圖象不過原點,可能是平衡摩擦力時木板傾角過大

B. 圖象不過原點,可能是平衡摩擦力時木板傾角過小

C. 圖象發(fā)生彎曲,可能是砂和小桶的質(zhì)量過大

D. 圖象發(fā)生彎曲,可能是小車的質(zhì)量過大

【答案】1BD, 2BC, 4)①在物體的質(zhì)量一定時,物體的加速度與受到的合外力成正比; BC

【解析】

1AD.電磁打點計時器使用的是低壓交流電源,故A不符合題意,D符合題意。

B.電磁打點計時器是計時儀器,不需要秒表,故B符合題意。

C.驗證牛頓第二定律的過程需要使用天平(含砝碼)測量物體與小車的質(zhì)量,故C不符合題意。

2A.在實驗中要注意調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板平行,才能使細繩的拉力平行于運動方向,故A說法正確。

B.實驗時,應(yīng)該先接通電源,后釋放小車,故B說法錯誤。

C.在調(diào)節(jié)木板傾斜程度平衡小車受到的滑動摩擦力是,需要將裝有砂的砂桶摘下,故C說法錯誤。

D.平衡摩擦力是,讓小車后面連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,故D說法正確。

3)相鄰計數(shù)點間的時間間隔為,由勻變速直線運動的推論,可知加速度為:

4a.由小剛的圖象,可以得到的實驗結(jié)論:在物體的質(zhì)量一定時,物體的加速度與受到的合外力成反比。

b.AB.圖象不過原點,在拉力大于零的情況下,小車的加速度仍然為零,說明可能是平衡摩擦力時木板的傾斜角過小,平衡摩擦力不足造成的,故B正確。

CD.本實驗的要求小車的質(zhì)量要遠大于砂和砂桶的質(zhì)量,這樣小車受到的合力才近似等于砂和砂桶的重力,圖象才是一條直線;如果不滿足小車的質(zhì)量要遠大于砂和砂桶的質(zhì)量,小車受到的合力不能近似等于砂和砂桶的重力,則圖象就會彎曲,故C正確,D錯誤。

練習冊系列答案
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A. 金屬環(huán)運動到B點的速度第一種情況較大

B. 金屬環(huán)從A點運動到B點所用的時間第一種情況較短

C. 金屬環(huán)從A點運動到B點的過程中,動能與重力勢能之和均保持不變

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B. 傳送帶將該物體傳送到傳送帶右端所需時間為2s

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