4.某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖,A為小車(chē),B為電火花計(jì)時(shí)器,C為裝有細(xì)砂的小桶,D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)等于細(xì)砂和小桶的總重量,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得.

①圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為3m/s2.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
②在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí),保持細(xì)砂和小桶質(zhì)量不變,改變小車(chē)質(zhì)量m,分別記錄小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m的數(shù)據(jù).在分析處理時(shí),該組同學(xué)產(chǎn)生分歧:甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m的圖象,乙同學(xué)則認(rèn)為應(yīng)該作出a與其質(zhì)量倒數(shù)$\frac{1}{m}$的圖象.兩位同學(xué)都按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注,但尚未完成圖象(如圖所示).你認(rèn)為同學(xué)乙(填“甲”、“乙”)的方案更合理,請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象.

③在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí),保持小車(chē)的質(zhì)量不變,改變小桶中細(xì)砂的質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖(c),該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因.

分析 1、運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式△x=at2去求解加速度.
2、為研究a與m的關(guān)系,作a與$\frac{1}{m}$的關(guān)系關(guān)系圖線,注意選取好標(biāo)度.
3、圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),當(dāng)F為某一值時(shí),加速度為零,知平衡摩擦力不足.

解答 解:①A、B、C、D、E為每?jī)蓚(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn),每一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,所以每?jī)蓚(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.04s,
由△s=aT2得,$a=\frac{△s}{{T}^{2}}=\frac{0.067-0.0619}{0.0{4}^{2}}=3.2m/{s}^{2}$,
題目要求保留一位有效數(shù)字,所以小車(chē)的加速度大小為3m/s2
②由牛頓第二定律F=ma可知當(dāng)合力F不變時(shí)m與a成反比,在a-m圖象中應(yīng)該是雙曲線,但是實(shí)驗(yàn)得出的各組數(shù)據(jù)是不是落在同一條雙曲線上是不好判斷的,
但是a-$\frac{1}{m}$的關(guān)系是正比例函數(shù),此時(shí)各組數(shù)據(jù)是不是落在同一條直線上是非常容易觀察的,
所以乙同學(xué)的方案更合理.實(shí)驗(yàn)得出的各組數(shù)據(jù)應(yīng)該大體上落在同一條直線上.
圖象如下.

③從圖象可以看出當(dāng)有了一定的拉力F時(shí),小車(chē)的加速度仍然是零,小車(chē)沒(méi)動(dòng)說(shuō)明小車(chē)的合力仍然是零,即小車(chē)還受到摩擦力的作用,
說(shuō)明摩擦力還沒(méi)有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠,沒(méi)有完全平衡掉摩擦力,
所以圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是實(shí)驗(yàn)前該同學(xué)未平衡(或未完全平衡)摩擦力.
故答案為:①3;②乙;如圖所示;③實(shí)驗(yàn)前該同學(xué)未平衡(或未完全平衡)摩擦力.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用及打出的紙帶的處理方法,有利于學(xué)生基本知識(shí)的掌握,同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,及試驗(yàn)條件的掌握,平衡摩擦力的方法.

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:解答題

14.張明和李蘭所在的小組測(cè)量某電壓表的內(nèi)阻,他們選擇了不同的測(cè)量方法.

(1)張明用多用電表的Ω擋進(jìn)行測(cè)量,他把Ω擋調(diào)到×10擋,調(diào)零后測(cè)量時(shí)指針?biāo)傅奈恢萌鐖D1所示,則所測(cè)電壓表的內(nèi)阻為220Ω.
(2)李蘭用如圖2所示的電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻Rg,測(cè)量步驟如下:
①先按電路圖接好各元件,P先置于b端,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,使電阻箱阻值為零.
②閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)頭P于某一位置,使電壓表達(dá)到滿刻度Ug
③調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表達(dá)到半偏$\frac{U_g}{2}$,記下電阻箱讀數(shù)RV
④即得待測(cè)電壓表內(nèi)阻Rg=RV
請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(i)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接完整.
(ii)請(qǐng)指出在操作過(guò)程中的失誤之處滑動(dòng)頭P應(yīng)先置于a端.
(iii)這一測(cè)量值對(duì)實(shí)際的內(nèi)阻而言是偏大(填“大”或“小”).
(iv)請(qǐng)你在不改變實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上提出一條提高實(shí)驗(yàn)精確度的改進(jìn)建議:方法一:在aP間增加一電壓表,當(dāng)改變RV時(shí),調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片P,使aP間的電壓保持不變.
方法二:在安全的條件下,選用阻值遠(yuǎn)小于RV的滑動(dòng)變阻器.
方法三:選用電動(dòng)勢(shì)較大的電源..

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.某實(shí)驗(yàn)小組想較精確地測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:
A.待測(cè)線圈L(阻值約為5Ω)
B.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.5Ω)
C.電流表A2(量程為0~3A,內(nèi)阻約為0.lΩ)
D.電壓表V1(量程為0~3V,內(nèi)阻約為6kΩ)
E.電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻約為30kΩ)
F.變阻器R1(阻值變化范圍為0~10Ω)
G.變阻器R2(阻值變化范圍為0~1kΩ)
H.電池E(電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻不計(jì))
I.開(kāi)關(guān)兩個(gè)S1、S2,導(dǎo)線若干
有兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖1中甲、乙所示的電路.

(1)為了使測(cè)量的結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,應(yīng)該選用甲圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量,電流表應(yīng)該選B,電壓表應(yīng)該選D,滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選F(填“甲”、“乙”、“A”、“B”、“C”、…代號(hào))
(2)用你選擇的電路圖,測(cè)出的阻值小于真實(shí)值(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)按你選出的電路圖,將圖2中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路(導(dǎo)線盡量不交叉);
(4)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),其操作步驟如下:
①按選擇的電路圖,將實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭處在合適的位置;
②合上開(kāi)關(guān)S1、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭到適當(dāng)位置,穩(wěn)定后,讀出電流表和電壓表的示數(shù)I和U;
③再次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭到適當(dāng)位置,穩(wěn)定后,讀出電流、電壓數(shù)據(jù);
④重復(fù)步驟③,再測(cè)量3次;
⑤測(cè)量完畢后,先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,然后拆除實(shí)驗(yàn)裝置,整理實(shí)驗(yàn)器材,使其復(fù)原.
上述實(shí)驗(yàn)操作中有一步不妥,請(qǐng)指出,并改正之.第⑤步不妥,應(yīng)改為:先斷開(kāi)關(guān)S2,再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)的波形圖,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P沿Y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sin5πt cm.關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.這列簡(jiǎn)諧波的振幅為20cm
B.這列簡(jiǎn)諧波的周期為5.0s
C.這列簡(jiǎn)諧波存該介質(zhì)中的傳播速度為25m/s
D.這列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核,同時(shí)輻射一個(gè)γ光子.已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.核反應(yīng)方程是${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{1}^{3}$H+γ
B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損△m=m1+m2-m3
C.輻射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c2
D.γ光子的波長(zhǎng)λ=$\frac{h}{{({m_1}+{m_2}-{m_3})c}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.下列敘述中正確的是(  )
A.狹義相對(duì)論認(rèn)為,物體靜止時(shí)的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量相等
B.在光的衍射現(xiàn)象中,亮條紋位置是光子到達(dá)幾率大的位置
C.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小,容易觀察到它的波動(dòng)性
D.不確定關(guān)系表明,可以同時(shí)準(zhǔn)確地確定粒子的位置和動(dòng)量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.直流電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,用它給直流電動(dòng)機(jī)供電使之工作.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻是R,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I,導(dǎo)線電阻不計(jì),若經(jīng)過(guò)時(shí)間t,則( 。
A.電流在整個(gè)電路中做的功等于I2(R+r)t
B.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能等于[E-I(R+r)]It
C.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能等于UIt
D.電流在整個(gè)電路中做的功等于(E-Ir)It

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.如圖所示,兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一傾角為θ的光滑絕緣斜面上,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),電阻忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng),一寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.另有一長(zhǎng)為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長(zhǎng)為d(d<L)的正方形線框連在一起組成的固定裝置,總質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒中通有大小恒為I的電流.將整個(gè)裝置置于導(dǎo)軌上,開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒恰好位于磁場(chǎng)的下邊界處.由靜止釋放后裝置沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框的下邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界MN處時(shí)裝置的速度恰好為零.重力加速度為g.
(1)求剛釋放時(shí)裝置的加速度大;
(2)求這一過(guò)程中線框中產(chǎn)生的熱量;
(3)在圖b中定性地畫(huà)出整個(gè)裝置向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度-時(shí)間(v-t)圖象(不需要表示坐標(biāo));
(4)之后裝置將向下運(yùn)動(dòng),然后向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)若干次往返后,最終整個(gè)裝置將在斜面上作穩(wěn)定的往復(fù)運(yùn)動(dòng).求穩(wěn)定后裝置運(yùn)動(dòng)的最高位置與最低位置之間的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.如圖所示,嫦娥三號(hào)從地球的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),再經(jīng)過(guò)兩次變軌運(yùn)動(dòng)到近月的C點(diǎn),在C點(diǎn)釋放月球車(chē)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn),月球車(chē)于12月14日21時(shí)11分在D點(diǎn)成功著陸.下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.嫦娥三號(hào)在C點(diǎn)的質(zhì)量和所受重力都比在A點(diǎn)時(shí)小
B.由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移大于由B點(diǎn)到D點(diǎn)的位移
C.12月14日21時(shí)11分是時(shí)間
D.從A點(diǎn)到B點(diǎn)的平均速度為軌跡長(zhǎng)度與所用時(shí)間之比

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