- 实验
- 共1057题
当a=4,b=5,c=7,d=6时,执行下面一段程序: if(a<b) if(c<d)x=1; else if(a<c) if(b<c)x=2: else x=3; else x=4; else x=5; 程序执行后,x的值为( )。
A.1
B.2
C.3
D.4
正确答案
B
解析
[解析]本题考查if else语句。第一个if语句,先判断条件,a<b成立,则执行下面的语句;第二个if语句,先判断条件,c<d不成立,则执行其对应的else语句;第三个if语句,先判断条件,a<c成立,执行其后语句;第四个if语句,先判断条件,b<c成立,执行语句x=2。
为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”,某同学到实验室找到下列器材:长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”档).该同学进行下列操作
A.组装实验装置,如图a所示
B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车
C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上
D.释放小车,接通打点计时器的电源,打出一条纸带
E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带,如图b所示
F.进行数据采集与处理
请你完成下列问题:
10.进行实验时,学生电源应选择用 ▲ 一档(选填“直流”或“交流”).
11.该同学将纸带上打的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画),各计数点间的时间间隔为0.1s,如图b所示.该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离,并标在图b上.则在打计数点4时,小车的速度大小为 ▲ m/s;如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力,则在打计数点0到4的过程中,拉力对小车做的功为 ▲ J,小车的动能增量为 ▲ J.(取重力加速度g=9.8m/s2,结果均保留两位有效数字)
12.由(2)中数据发现,该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论,且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似.你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可) ① ▲ ;② ▲ .
正确答案
解析
打点计时器使用交流电,则学生电源应选择用交流挡.
考查方向
探究功与速度变化的关系
解题思路
打点计时器是一种计时仪器,使用交流电源;
易错点
基础题不应该出错
正确答案
解析
点4的瞬时速度等于3、5两点间的平均速度,则
在打计数点0到4,的过程中,拉力对小车做的功为:W=mgs=0.05×9.8×0.12=0.059J;
小车的动能增量为:
考查方向
探究功与速度变化的关系
解题思路
将砝码重力当作小车所受合外力,根据功的定义可以正确解答,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第4个点的速度大小,进一步求出其动能大小;
易错点
明确实验原理往往是解决实验问题的关键.
正确答案
解析
该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小,设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma…①
对砂桶和砂有:mg-F=ma…②
由此可知当M>>m时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,显然该实验中没有满足这个条件;另外该实验要进行平衡摩擦力操作,否则也会造成较大误差.
考查方向
探究功与速度变化的关系
解题思路
实验误差主要来自两个方面一是由实验原理不完善,没有平衡摩擦力导致的系统误差,一是由数据测量如测量距离等导致的偶然误差,可以从这两个方面进行分析
易错点
明确实验原理往往是解决实验问题的关键.
15.在研究匀变速运动的实验中,所用交流电的频率为,在所选纸带上取某点为“0”计数
点,然后每
3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如图所示。(测量数据的单位均为国际单位)则小车运动加速度的表达式
。
正确答案
解析
在匀变速直线运动中,连续相等时间内的位移差为常数,即△x=aT2,其中△x=x4-2x2,,带入解得:a=
考查方向
解题思路
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度
易错点
△x用2-3之间的距离减去0-2的距离;
知识点
担保方式中的保证要求( )订立书面保证合同。
A.债权人和债务人
B.保证人和债权人
C.保证人和债务人
D.主合同当事人
正确答案
B
解析
暂无解析
在用图乙所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。
23.除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有_________(选填选项前的字母)。
24.为了使细线对小车的拉力等于小车所
受的合外力,以下操作正确的
是_________。
25.某同学得到了图丙所示的一条纸带,由此得到小车加速度的大小a =__________m/s2
(保留三位有效数字)。
26.在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,已知三位同学利用实
验数据做出的a-F图像如图丁中的1、2、3所示。下列分
析正确的是_____(选填选项前的字母)。
27.在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是______(选填“系统误差”或“偶然误差”)。设拉力的真实值为,小车的质量为M,为了使
,应当满足的条件是
______。
正确答案
解析
解:①电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源,要用刻度尺测量纸带上点迹的距离,需要天平测量小车的质量,故需要ACE,故选:ACE
考查方向
考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题
解题思路
根据实验原理选择实验器材,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,根据作差法求解加速度,根据牛顿第二定律结合图象特点分析产生的原因,分别对小车和整体根据牛顿第二定律列式求解即可.
易错点
对于实验问题一定要明确实验原理,并且亲自动手实验,熟练应用所学基本规律解决实验问题,注意平衡摩擦力的细节,理解a-F图象不直的原因
教师点评
实验题要通过实验原理理解实验误差的来源,从而理解如何减小实验误差
正确答案
解析
为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上,调整长木板的倾斜度,让小车拖着纸带做匀速直线运动,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,故AC正确,B错误;故选:AC
考查方向
根据实验原理选择实验器材,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力,同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
解题思路
知道平衡摩擦力的方法
易错点
需要平衡摩擦力的原因
正确答案
1.16(±0.04)(2分)
解析
考查方向
逐差法求加速度
解题思路
根据作差法求解加速度
易错点
逐差法中的时间的具体含义
正确答案
解析
A、根据图象1可知,当没有挂砝码、砝码盘时,小车产生了加速度,因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大,故A错误;
B、根据图象2可知,随着F的增大,即砝码、砝码盘的质量增大,不再满足砝码、砝码盘质量小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象,故B正确;
C、根据图象3可知,当挂上砝码、砝码盘时,小车的加速度还是为零,说明没有平衡摩擦力或平衡的不够,故C错误;
故选:B
考查方向
误差分析
解题思路
从理论上指导分析误差来源
易错点
误差分析
正确答案
系统误差(2分); (2分)
解析
考查方向
误差的计算,整体法与隔离法
解题思路
误差的计算,整体法与隔离法
易错点
整体法与隔离法
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
10.上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a = (保留三位有效数字)。
11.为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
12.滑块与木板间的动摩擦因数= 用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).
13.与真实值相比,测量的动摩擦因数 (填“偏大”或“偏小” )。
正确答案
0.495~0.497m/s2
解析
由纸带得,{(4.37+3.88+3.39)-(1.89+2.40+2.88)}10-3=9a0.122
解得:a=0.496m/s2
由牛顿第二定律可知,滑块和托盘及砝码所受的合外力为Ma=托盘及砝码质量-滑块摩擦力,可知还需测量滑块的质量m2托盘和砝码的总质量m3。与真实值相比由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
考查方向
解题思路
由匀变速直线运动公式,可求a。根据牛顿第二定律可知F=ma可知要知道摩擦因数还需知道滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3。由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
易错点
不能准确理解实验原理和实验的基本步骤以及误差分析
正确答案
解析
由纸带得,{(4.37+3.88+3.39)-(1.89+2.40+2.88)}10-3=9a0.122
解得:a=0.496m/s2
由牛顿第二定律可知,滑块和托盘及砝码所受的合外力为Ma=托盘及砝码质量-滑块摩擦力,可知还需测量滑块的质量m2托盘和砝码的总质量m3。与真实值相比由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
考查方向
解题思路
由匀变速直线运动公式,可求a。根据牛顿第二定律可知F=ma可知要知道摩擦因数还需知道滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3。由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
易错点
不能准确理解实验原理和实验的基本步骤以及误差分析
正确答案
解析
由纸带得,{(4.37+3.88+3.39)-(1.89+2.40+2.88)}10-3=9a0.122
解得:a=0.496m/s2
由牛顿第二定律可知,滑块和托盘及砝码所受的合外力为Ma=托盘及砝码质量-滑块摩擦力,可知还需测量滑块的质量m2托盘和砝码的总质量m3。与真实值相比由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
考查方向
解题思路
由匀变速直线运动公式,可求a。根据牛顿第二定律可知F=ma可知要知道摩擦因数还需知道滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3。由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
易错点
不能准确理解实验原理和实验的基本步骤以及误差分析
正确答案
偏大
解析
由纸带得,{(4.37+3.88+3.39)-(1.89+2.40+2.88)}10-3=9a0.122
解得:a=0.496m/s2
由牛顿第二定律可知,滑块和托盘及砝码所受的合外力为Ma=托盘及砝码质量-滑块摩擦力,可知还需测量滑块的质量m2托盘和砝码的总质量m3。与真实值相比由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
考查方向
解题思路
由匀变速直线运动公式,可求a。根据牛顿第二定律可知F=ma可知要知道摩擦因数还需知道滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3。由于纸带也有摩擦所以,测得的动摩擦因数偏大。
易错点
不能准确理解实验原理和实验的基本步骤以及误差分析
22.某同学通过实验测小车加速度时,用50Hz打点计时器打出纸带如图所示,经测量x1=1.560cm,x3=4.802cm,x5=8.204cm
(1)每相邻两点的时间间隔是________s
(2)实验中应该先_______,后______(填字母 a、释放小车;b、接通打点计时器)
(3)打点4时对应小车速度的大小为________m/s,小车的加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字)
正确答案
(1)0.02(2)b;a(3)0.83 ; 1.0
解析
(1)每相邻两点的时间间隔是0.02s,所以填0.02;
(2)实验中应该接通打点计时器,再释放小车,所以填b a;
(3)打点4时对应小车速度,
小车的加速度
考查方向
解题思路
用平均速度求4点的瞬时速度,用逐差法求小车的加速度。
易错点
本题中用于计算的两点间时间间间隔为2个时间间隔,选取的点应选24和46段,舍去12。
知识点
甲同学用图①所示装置测量重物的质量M.初始时吊盘上放有5个槽码,吊
盘与每个槽码的质量均为m0(M>m0)在吊盘下固定纸带,让其穿过打点计时器.先
调整重物的高度,使其从适当的位置开始下落,打出纸带,测得其下落的加速度.再
从左侧吊盘依次取下一个槽码放到右侧重物上,让重物每次都从适当的高度开始下
落,测出加速度.描绘出重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线,
根据图线计算出重物的质量M.请完成下面填空:
24.某次实验获得的纸带如图②,则纸带的 (填“左端”或“右端”)与吊盘
相连.若已知纸带上相邻两计数点间还有4个点未画出,且s1=1.60cm,s2=2.09cm,
s3=2.60cm,s4=3.12cm,s5=3.60cm,s6=4.08cm,则a= m/s2(保留2位有效数字)
重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线可能是图③中的 (填字母代号)
若算出a一n图线的斜率为k,则计算重物质量的表达式为M= (用k、m0、g等表示)
乙同学说直接让重物拉着左边5个槽码下落,测出加速度,一次就可算出M的值了,乙
同学的说法 (填“对”,“错”),与乙相比,甲同学做法的优点是 .
正确答案
左端,0.50;A; ;对,能减小测量的偶然误差。
解析
(1)由纸带点与点间距越来越大,可知,纸带左端与吊盘相连。
由纸带上得到的数据分析可得加速度为
(2)、(3):由题意根据牛顿第二定律可得,当从左侧吊盘取下一个槽码放到右侧重物上得加速度为
,当从左侧吊盘取下两个槽码放到右侧重物上得加速度为
,由表达式分析可知重物下落的加速度a随着加在其上的槽码个数n增加而增大,由题所给图象分析可知答案A正确,BCD错误;若算出
a一n图线的斜率为k,则,解得
.
(4) 从上面分析可知,,当测出加速度值时,可以一次就可算出M的值了,乙
同学的说法是正确的,但甲同学做法的优点是能减小测量的偶然误差。
考查方向
解题思路
因为M>m0,吊盘向上做匀加速直线运动,由纸带点与点间距确定出哪端与吊盘相连;由匀变直线运动的规律求出物体的加速度值;由题意找出加速度的表达式,根据表达式分析可能的图象,结合试题给了的条件即斜率为k,求出重物的质量M,最后分析甲、乙两位同学的做法得出结论。
易错点
重物的加速度与系统的加速度值大小相等,求解时,系统受到的外力是重物与吊盘和每个槽码的合力。
下面几个实验都用到了电磁打点计时器或电火花计时器
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验
22.运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验是否需要平衡摩擦阻力?
______________(填“是”或“否”)
如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分,若所用电源的频率为50Hz,图中刻度尺的最小分度为1mm,请问该条纸带是以上四个实验哪一个实验时得到的?
______________(填实验的代码)
由如图丁的测量,打C点时纸带对应的速度为__________m/s(保留三位有效数字)。
正确答案
(1)否 (2)② (3)1.50(1.50~1.56)
解析
:(1)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,小车存在阻力,对其规律的研究没有影响,因此不需要平衡摩擦力;
(2)相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,为了更加准确的求解加速度为:
由加速度大小可知,属于验证机械能守恒定律的实验,即实验代码为②;
(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:
故答案为:(1)否;(2)②;(3)1.50(1.50~1.56)
考查方向
解题思路
(1)在探究中,是否存在阻力,对速度随时间变化的规律研究没有影响;
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,从而影响属于什么实验;(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小
易错点
对“探究功与速度变化的关系”, “验证机械能守恒定律”, “探究小车速度随时间变化的规律”, “探究加速度与力、质量的关系”实验原理的理解。
某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系。打点计时器使用交变电流的频率为50Hz。
9.实验中必须进行的操作有 。
10.实验中得到的纸带如图乙所示,每两个计数点间还有四个计时点未画出。则小车的加速度大小为 m/s2。
11.该同学根据实验测得的数据,描绘出a—M图象如图丙,于是根据图象得出结论:a与M成反比。该同学的做法是否合理? (填“合理”或“不合理”)
正确答案
解析
(1)A、平衡摩擦力时研究对象是小车,是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量,故平衡摩擦力时,不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上,故A正确.
B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力,即mgsinθ=μmgcosθ,故不需要重新平衡摩擦力,故B正确.
C、小车要在靠近打点计时器的位置释放,有利于纸带的利用,故C正确.
D、钩码的质量不能太大,否则不满足钩码质量远远小于小车质量,故D错误.
故选:AC
考查方向
解题思路
(1)平衡摩擦力是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量,即mgsinθ=μmgcosθ,平衡摩擦力时,不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上且只需要平衡一次;
正确答案
(2)0.51
解析
(2)根据△x=aT2得:a=
考查方向
解题思路
(2)根据△x=aT2求解加速度;
正确答案
(3)不合理
【考查方向】探究加速度与物体质量、物体受力的关系
解析
(3)在探究加速度a与质量m的关系时,作出a﹣m图象是一条曲线,应该做a﹣图象,如果是通过坐标原点的直线,证明a与m成反比,所以该同学的做法不合理.
解题思路
(3)图象为曲线不能说明两个物理量成反比.
为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验,实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面,将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点,分别测量OP、OQ的长度h和s,改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据。
(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮,请提出两个解决方法。
(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图像。
(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg,根据s-h图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=________,(结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”)。
正确答案
见解析。
解析
(1)木块到达滑轮处速度不为零才撞到滑轮,可采用的办法是减小重物B的质量,也可增大细线的长度。
(2)如答案图所示。
(3)设细线拉力为F,对木块A由动能定理可得:
(F-μmg)h-μmgs=0①
由牛顿第二定律可得:F-μmg=ma②
对物块B由牛顿第二定律可得:Mg-F=Ma③
由①②③联立整理得,由答案中s-h图得
,并将M、m值代入得μ=0.4。
(4)当滑轮轴的摩擦存在时,相当于增大了木块与桌面间的摩擦力,故计算出的动摩擦因数比真实值偏大。
知识点
某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系。打点计时器使用交变电流的频率为50Hz。
9.实验中必须进行的操作有 。
10.实验中得到的纸带如图乙所示,每两个计数点间还有四个计时点未画出。则小车的加速度大小为 m/s2。
11.该同学根据实验测得的数据,描绘出a—M图象如图丙,于是根据图象得出结论:a与M成反比。该同学的做法是否合理? (填“合理”或“不合理”)
正确答案
解析
(1)A、平衡摩擦力时研究对象是小车,是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量,故平衡摩擦力时,不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上,故A正确.
B、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力,即mgsinθ=μmgcosθ,故不需要重新平衡摩擦力,故B正确.
C、小车要在靠近打点计时器的位置释放,有利于纸带的利用,故C正确.
D、钩码的质量不能太大,否则不满足钩码质量远远小于小车质量,故D错误.
故选:AC
考查方向
解题思路
(1)平衡摩擦力是让小车所受的滑动摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量,即mgsinθ=μmgcosθ,平衡摩擦力时,不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上且只需要平衡一次;
正确答案
(2)0.51
解析
(2)根据△x=aT2得:a=
考查方向
解题思路
(2)根据△x=aT2求解加速度;
正确答案
(3)不合理
【考查方向】探究加速度与物体质量、物体受力的关系
解析
(3)在探究加速度a与质量m的关系时,作出a﹣m图象是一条曲线,应该做a﹣图象,如果是通过坐标原点的直线,证明a与m成反比,所以该同学的做法不合理.
解题思路
(3)图象为曲线不能说明两个物理量成反比.
图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为
。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一
滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是
(A)将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节 m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
(B)将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤
去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小
车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
(C)将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动。
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是
(A)M=20g, m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
(B)M=200g, m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(C)M=400g, m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
(D)M=400g, m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)图2 是试验中得到的一条纸带, A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为、
、
、
、
、
。已知打点计时器的工作效率为50 Hz,则小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。
正确答案
解析
(1)需要将长木板靠近打点计时器一端适当垫起一定高度,以平衡摩擦力,完成此项工作的标志就是不挂砂桶条件下小车能带动纸带做匀速运动(通过打点计时器所打点的点痕间隔是否均匀判定)。
(2)根据实验原理:实验中小车的实际加速度为,实验时把mg当成对M的拉力,即忽略m对加速度的影响,使加速度约为
,显然需m≪M,据此可知C组最合理。
(3)由逐差法求小球运动的加速度
。
知识点
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图,图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,打点的时间间隔用t表示,在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列__________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸袋上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2,…,求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出
-m关系图线,若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m应成__________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3,a可用s1、s3和t表示为a=__________,图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________mm,由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
图2
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为__________,小车的质量为__________。
正确答案
(1)①等间距 ⑥线性
(2)(ⅰ)远小于小车和砝码的总质量
(ⅱ) 24.2(23.9~24.5均对) 47.3(47.0~47.6均对) 1.16(1.13~1.19均对)
(ⅲ)
解析
(1)①小车所受的阻力平衡后,小车做匀速直线运动,打点计时器打出的点间距相等。
⑥若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则F=(m0+m)a,,小车质量m0及拉力F一定,由数学知识可知
与m应成线性关系。
(2)(ⅰ)对小吊盘及物块,由牛顿第二定律可得:mg-T=ma;对小车同理:T=Ma,两式联立可得,故只有M≫m时,T≈mg,小车所受的拉力近似不变。
(ⅱ)由匀变速直线运动中,等时间间隔位移关系特点,可知:s3-s1=2a(5t)2得
。
(ⅲ)设小车质量为m0,则由牛顿第二定律可得F=(m0+m)a,即①,由图像可以看出
②,
③,由②③可解得:
,
。
知识点
22. 某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。
(1) 物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=
m/s;
(2) 已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是( )(填正确答案标号)
A. 物块的质量
B. 斜面的高度
C. 斜面的倾角
正确答案
(1)3.25;(2分) 1.79;(2分)
(2)C (2分)
解析
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知识点
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