4.小葉同學(xué)利用圖甲裝置來探究加速度與力、質(zhì)量之間的定性關(guān)系.

(1)他安裝儀器后,準(zhǔn)備開始測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)如圖甲所示,從圖片上看,你覺得他在開始正確測量前必須得修正哪幾個(gè)方面的問題?(請寫出兩點(diǎn))①長木板的右端沒被墊高(沒有平衡摩擦力)②細(xì)線沒有與板面平行;小車未靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(2)修正后,小葉同學(xué)就開始實(shí)驗(yàn)測量,他所接的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源檔位如圖乙所示,則他所選的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電磁(填“電火花”或“電磁”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz.,圖丙是小葉同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,其中A、B、C、D、E每兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出.寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計(jì)算式:a=$\frac{{s}_{3}^{\;}+{s}_{4}^{\;}-{s}_{1}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{100}{f}_{\;}^{2}$.

根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù),算得小車的加速度a大小為0.60m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(4)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量,根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖丁所示),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(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大            D.所用小車的質(zhì)量太大.

分析 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡小車受到的摩擦力,重物與小車的連線應(yīng)平行于木板,
(2)知道電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別;
(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn),利用逐差法可以求出其加速度的大;
(4)根據(jù)圖象得出變量之間的關(guān)系,知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件.

解答 解:(1)長木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;細(xì)線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;
(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V交流電壓,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接接在220V交流電壓上,所以他所選的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
(3)由題意可知兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為:T=$\frac{5}{f}$=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動推論有:
${s}_{3}^{\;}-{s}_{1}^{\;}=2a{T}_{\;}^{2}$,
${s}_{4}^{\;}-{s}_{2}^{\;}=2a{T}_{\;}^{2}$,
a=$\frac{{a}_{1}^{\;}+{a}_{2}^{\;}}{2}$
即:a=$\frac{{s}_{4}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-{s}_{2}^{\;}-{s}_{1}^{\;}}{100}{f}_{\;}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:a=$\frac{(2.41+3.03)-(1.21+1.83)}{100}×1{0}_{\;}^{-2}×5{0}_{\;}^{2}$=0.60m/s2
(4)由實(shí)驗(yàn)原理:mg=Ma
得a=$\frac{mg}{M}$,
而實(shí)際上a′=$\frac{mg}{M+m}$,可見AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M>>m造成的.
故選:C.
故答案為:(1)長木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;細(xì)線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;(2)電磁;(3)$\frac{{s}_{4}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-{s}_{2}^{\;}-{s}_{1}^{\;}}{100}{f}_{\;}^{2}$,0.60;  (4)C

點(diǎn)評 在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法,本實(shí)驗(yàn)只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量的雙重條件下,才能用鉤碼重力代替小車所受的合力,同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,加強(qiáng)解決實(shí)驗(yàn)問題的能力,知道兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別與聯(lián)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置來探究“功與速度變化的關(guān)系”?實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面?實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:

(1)將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上,在長木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;
(2)把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,連在小車后端,用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
(3)把小車?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,接通電源,從靜止開始釋放小車,得到一條紙帶;
(4)關(guān)閉電源,通過分析小車位移與速度的變化關(guān)系來研究合外力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系?圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn),A、B、C是紙帶的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,用刻度尺測得A、B、C到O的距離如圖2所示,已知所用交變電源的頻率為50Hz,問:
(1)打B點(diǎn)時(shí)刻,小車的瞬時(shí)速度vB=0.40m/s?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2)本實(shí)驗(yàn)中,若鉤碼下落高度為h1時(shí)合外力對小車所做的功W0,則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí),合外力對小車所做的功為$\frac{h_2}{h_1}{w_0}$?(用h1、h2、w0表示)
(3)實(shí)驗(yàn)中,該小組同學(xué)畫出小車位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示?根據(jù)該圖形狀,某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想,肯定不正確的是AC(填寫選項(xiàng)字母代號)
A.W∝v  B.W∝v2   C.W∝$\frac{1}{v}$   D.W∝v3
(4)在本實(shí)驗(yàn)中,下列做法能有效地減小實(shí)驗(yàn)誤差的是ABC(填寫選項(xiàng)字母代號)
A.把長木板右端適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)中控制鉤碼的質(zhì)量,使其遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量
C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使拉小車的細(xì)線和長木板平行
D.先讓小車運(yùn)動再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,兩邊的傳送帶長都是2m,且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩小物塊A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)下列說法中正確的是( 。
A.物塊A到達(dá)底端的速度比B到達(dá)底端的速度大
B.A、B同時(shí)到達(dá)底端
C.物塊A先到達(dá)傳送帶底端
D.物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比為1:3

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示的情況中,a、b 兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢均相同的是(  ) 
A.甲圖:離點(diǎn)電荷等距的 a、b 兩點(diǎn)
B.乙圖:兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上,與連線中點(diǎn)等距的 a、b 兩點(diǎn)
C.丙圖:兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷連線上,與連線中點(diǎn)等距的 a、b 兩點(diǎn)
D.丁圖:帶電平行金屬板兩板間分別靠近兩板的 a、b 兩點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

19.在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.5×10-7J,再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.0×10-7J.
(1)A、B、C三點(diǎn)中電勢最高的是C點(diǎn);
(2)A、B、C三點(diǎn)中電勢最低的是B點(diǎn);
(3)UAB=75V,UBC=-200V,UCA=125V.
(4)把-1.5×10-9v的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做1.875×10-6J的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

9.如圖所示,A、B、C為三塊水平放置的平行金屬板,板的厚度不計(jì),間距均為d.A、B板中央有小孔,電路中三個(gè)電阻的阻值均為R,電源內(nèi)阻也為R.現(xiàn)有一滴質(zhì)量為m電荷量為q的帶正電液滴在距A板小孔正上方為d的P處由靜止開始下落,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,當(dāng)它達(dá)到C板時(shí)速度恰為零.試求:
(1)液滴從P處到達(dá)C板的過程中其電勢能變化了多少?是增加還是減少?
(2)電源電動勢的大小E;
(3)液滴通過B板中央小孔時(shí)的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.在探究“質(zhì)量一定,加速度a與合外力F的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中.
(1)某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖1所示的a-F圖象,其中圖線不過原點(diǎn)并在末端發(fā)生了彎曲,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有AD.
A.在平衡摩擦力時(shí),木板一端墊起的高度偏大
B.在平衡摩擦力時(shí),木板一端墊起的高度偏小
C.盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于車和砝碼的總質(zhì)量M
D.盤和重物的總質(zhì)量m不遠(yuǎn)小于車和砝碼的總質(zhì)量M
(2)某同學(xué)得到如圖2所示的紙帶.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn),D點(diǎn)非常模糊,辨識不清,由剩余數(shù)據(jù)可算出小車的加速度a=3.8m/s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí),小車的速度v=0.45m/s.(保留兩位有效數(shù)字).

(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原來使用的交變電流的頻率是50Hz,在一實(shí)驗(yàn)中交變電流的頻率為40Hz而未被發(fā)覺,這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比是偏大.(選填“偏大”“偏小”或“不變”)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.如圖所示,Q為固定的正點(diǎn)電荷,A、B兩點(diǎn)在Q的正上方與Q相距分別為h和0.25h,將另一點(diǎn)電荷(質(zhì)量為m,電量為q)A點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱悖舸穗姾稍贏點(diǎn)處的加速度大小為$\frac{3}{4}$g,此電荷在A點(diǎn)所受的電場力的大小為$\frac{1}{4}$mg,在B處的加速度大小為3g;A、B兩點(diǎn)間的電勢差大小為-$\frac{3kQ}{h}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場,如圖所示為點(diǎn)電荷a、b所形成電場的電場線分布圖(箭頭未標(biāo)出).在M點(diǎn)處放置一個(gè)電荷量大小為q的負(fù)試探點(diǎn)電荷,受到的電場力大小為F,以下說法正確的是( 。
A.由電場線分布圖可知M點(diǎn)處的場強(qiáng)比N點(diǎn)處場強(qiáng)小
B.M點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為$\frac{F}{q}$,方向與所受電場力方向相同
C.a、b為異種電荷,a的電荷量小于b的電荷量
D.如果M點(diǎn)處的點(diǎn)電荷電量變?yōu)?q,該處場強(qiáng)將變?yōu)?\frac{F}{2q}$

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同步練習(xí)冊答案