3.如圖甲所示為某同學探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量的關系”時使用的實驗裝置示意圖.

(1)使用該裝置通過正確的操作平衡摩擦力時,判斷小車所受摩擦力已被平衡的依據(jù)是紙帶上打出的點跡分布均勻(填“均勻”或“不均勻”).
(2)下列關于使用此裝置進行實驗的要求或做法不必要的是BD(填字母編號).
A.進行平衡摩擦力的操作時,提前取下砂和砂捅
B.砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于力傳感器和小車的總質(zhì)量
C.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
D.通過增減木塊上的砝碼改變小車質(zhì)量時,重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
(3)正確安裝實驗裝置后,該同學通過改變細砂的質(zhì)量控制力傳感器的示數(shù)保持不變,得到如圖乙所示的實驗圖象,橫坐標m為小車上砝碼的質(zhì)量,縱坐標中的a為小車的加速度.設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則力傳感器的示數(shù)為$\frac{1}{k}$,小車與力傳感器的總質(zhì)量為$\frac{k}$.

分析 (1)平衡摩擦力后小車做勻速直線運動,紙帶上打出的點跡均勻.
(2)平衡摩擦力時要取下砂和沙桶;應調(diào)節(jié)滑輪使細線與木板平行;平衡摩擦力后在實驗過程中不需要再平衡摩擦力.
(3)應用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達式,然后分析答題.

解答 解:(1)正確平衡摩擦力時,如果紙帶上打出的點跡分布均勻,則小車所受摩擦力已被平衡.
(2)A、進行平衡摩擦力的操作時,提前取下砂和砂捅,故A正確;
B、小車受到的拉力可以用測力計測出,不需要滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于力傳感器和小車的總質(zhì)量,故B錯誤;
C、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,故C正確;
D、通過增減木塊上的砝碼改變小車質(zhì)量時,不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度,故D錯誤;
本題選不正確的,故選:BD.
(3)由牛頓第二定律得:F=(m+M)a,
整理得:$\frac{1}{a}$=$\frac{1}{F}$m+$\frac{1}{F}$M,
-m圖象的斜率:k=$\frac{1}{F}$,截距:b=$\frac{1}{F}$M,
解得:F=$\frac{1}{k}$,M=$\frac{k}$;
故答案為:(1)均勻;(2)BD;(3)$\frac{1}{k}$;$\frac{k}$.

點評 本題考查了平衡摩擦力的方法、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理,知道實驗原理與實驗注意事項是解題的前提;遇到涉及圖象的問題時,要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關于縱軸與橫軸的函數(shù)表達式,再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.如圖甲所示,在平行邊界MN、PQ之間存在寬度為L的勻強電場,電場周期性變化的規(guī)律如圖乙所示,取豎直向下為電場正方向;在平行邊界MN、EF之間存在寬度為s、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅱ,在PQ右側有寬度足夠大、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域I.在區(qū)域I中距PQ距離為L的A點,有一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計的帶正電粒子以初速度v0沿豎直向上方向開始運動,以此作為計時起點,再經(jīng)過一段時間粒子又恰好回到A點,如此循環(huán),粒子循環(huán)運動一周,電場恰好變化一個周期,已知粒子離開區(qū)域I進入電場時,速度恰好與電場方向垂直,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求區(qū)域I的磁場的磁感應強度大小B1
(2)若E0=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$,要實現(xiàn)上述循環(huán),確定區(qū)域Ⅱ的磁場寬度s的最小值以及磁場的磁感應強度大小B2
(3)若E0=$\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{3qL}$,要實現(xiàn)上述循環(huán),求電場的變化周期T.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

14.“電場中等勢線的描繪”實驗裝置如圖7所示,在圖中a.b.c.d.e五個基準點中電勢最高的是a點,該實驗所用的電源是直流(填直流或交流)電源,實驗所用導電紙有導電材料的一面朝上.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗裝置及數(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)量對應關系圖.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,應重新平衡摩擦力
B.實驗時若用打點計時器應先釋放小車后接通電源
C.本實驗m2應遠小于m1-$\frac{1}{{m}_{2}}$
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關系時,應作a圖象
(2)實驗時,某同學由于疏忽,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(選填“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)實驗時,某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設圖中直線的斜率為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=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是0.46m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

18.光電計時器是一種研究物體運動情況的常見計時儀器,其結構如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.當有物體從a、b之間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.現(xiàn)利用圖乙所示的裝置設計一個“探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關系”的實驗,圖中AB是水平桌面,CD是一端帶有定滑輪的長木板,為了平衡小車與木板間摩擦,將木板C端墊高.將光電門固定在靠近木板滑輪一端的F點(與之連接的光電計時器沒有畫出).小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板上的E點由靜止滑下,與光電門連接的計時器顯示窄片K的擋光時間.

(1)用游標卡尺測量窄片的寬度d,用米尺測量E、F兩點間距為L,已知L>>d,與光電門連接的計時器顯示的擋光時間為△t,則小車的加速度表達式a=$\frac{sksijgu^{2}}{2L(△t)^{2}}$(結果用所給字母表示).
(2)某同學在實驗中保持小車質(zhì)量M不變,改變砂與砂桶質(zhì)量m,并將砂和砂桶的重力當做小車所受的合外力F,通過多次測量作出a-F圖線,如圖丙中實線所示.試分析圖線不過坐標原點的原因是平衡摩擦力過度,圖線上部明顯偏離直線的原因是砂和砂桶的質(zhì)量m不滿足遠小于小車的質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.某同學用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關系”的實驗.實驗時保持小車的質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力,用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度.

(1)實驗時先不掛鉤碼,反復調(diào)整墊木的左右位置,直到小車做勻速直線運動,這樣做的目的是平衡小車運動中受到的摩擦阻力.
(2)圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點跡起,在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標出,測出各計數(shù)點到A點之間的距離,如圖乙所示.已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端,則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=1.0m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字)
(3)實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量,分別測量小車在不同外力作用下的加速度.根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關系圖線,如圖丙所示.試分析:圖線不通過坐標原點O的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠;曲線上部彎曲的原因未滿足拉車的鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖(甲)所示直線是電場中的一條電場線,A、B是該線上的兩點.若將一負電荷從A點自由釋放,負電荷僅在電場力作用下沿電場線從A到B運動過程中的速度圖線如圖(乙)所示,則下列說法中正確的是( 。 
A.該電場是勻強電場
B.A、B兩點的電勢相比一定φA<φB
C.A、B兩點的場強大小相比一定EA<EB
D.該電荷在兩點的電勢能的大小相比一定εA>εB

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,在直線MN上有一個點電荷,A、B是直線MN上的兩點,兩點的間距為L,場強大小分別為E和2E.則( 。
A.A點場強方向一定沿直線向左B.A點的電勢一定低于B點的電勢
C.該點電荷一定在A點的左側D.該點電荷一定在A點的右側

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

13.某同學想要用電磁打點計時器測量物塊做勻加速直線運動的加速度.已知實驗室所用電源的頻率為50Hz,電壓為220V.物塊運動過程中所得到的紙帶的一部分如圖所示,圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離.

(1)實驗中所需器材除了打點計時器、紙帶、復寫紙片、導線、小車,還需要的器材有低壓交流電源、毫米刻度尺.
(2)物塊下滑時的加速度a=3.25m/s2,打C點時物塊的速度v=1.79m/s.

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同步練習冊答案