【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,某同學(xué)使用了如圖所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz。
(1)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持______ 不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持______不變。
(2)該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖所示,則
①圖中的直線不過原點的原因是______________。
②圖中的力F理論上指______,而實驗中卻用______表示。(選填字母符號)
A.砂和砂桶的重力
B.繩對小車的拉力
③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是____________________________________。
【答案】拉力F; 小車的質(zhì)量M; 平衡摩擦力過度; B; A; 砂和砂桶的質(zhì)量M不是遠小于車的質(zhì)量M;
【解析】
該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系,研究三者關(guān)系必須運用控制變量法。根據(jù)圖線的形狀結(jié)合實驗原理分析圖像不過原點和彎曲的原因。
(1)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持細線對車的拉力F不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變。
(2)①圖中當(dāng)F=0時,a≠0.也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高,平衡摩擦力過度。
②圖中的力F理論上指繩對小車的拉力,故選B。而實驗中卻用砂和砂桶的重力表示,故選A。
③從圖象上可以看出:F從0開始增加,砂和砂桶的質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量,慢慢的砂和砂桶的重力在增加,那么在后面砂和砂桶的質(zhì)量就沒有遠小于車的質(zhì)量了,那么繩子的拉力與砂和砂桶的總重力就相差大。所以原因是砂和砂桶的質(zhì)量沒有遠小于車的質(zhì)量。
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【題目】如圖所示,在場強為的水平勻強電場中,有半徑的光滑半圓形軌道DCB豎直放置,與水平絕緣軌道AB平滑連接,電場線與軌道平面ABCD平行,C為DB圓弧的中點。一帶正電、電荷量、質(zhì)量、可視為質(zhì)點的小滑塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù),取。
若小滑塊從半圓形軌道上C點靜止釋放,運動到水平軌道上的P點靜止,求小滑塊通過BP段的時間是多少?
若小滑塊從水平軌道上的A端靜止釋放,沿軌道運動恰能到達并通過最高點D,求小滑塊此次運動通過C點時對軌道的壓力是多大?
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【題目】如圖所示是富春江畔一高層住宅小區(qū),我校小杰同學(xué)住在該小區(qū)。周末放假回到該小區(qū)。他乘坐豎直快速電梯,從底層到達第36層共用時24s。若電梯先以加速度a做勻加速運動,經(jīng)過4s達到最大速度5m/s,然后以最大速度勻速運動,最后以大小相同的加速度a做勻減速運動恰好達到36層。用你學(xué)到的物理知識,解決下列問題:
(1)電梯的加速度a及上升的總高度h
(2)若小杰同學(xué)乘電梯時,手里豎直地提著一份質(zhì)量為2千克的快遞包裹,求整個過程中,小杰同學(xué)手臂承受的最大拉力。(g取10 m/s2)
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【題目】如圖所示,固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷,電荷量分別為+Q和-Q,A、B相距為2d,MN是豎直放置的光滑絕緣細桿,另有一個穿過細桿的帶電小球P,質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為點電荷,不影響電場的分布),現(xiàn)將小球P從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放,小球P向下運動到距C點距離為d的O點時,速度為v,已知MN與AB之間的距離為d,靜電力常量為k,重力加速度為g,求:
(1)C、O間的電勢差UC O;
(2)O點處的電場強度E的大。
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【題目】如圖所示,BCDG是光滑絕緣的圓形軌道,位于豎直平面內(nèi),軌道半徑為R,下端與水平絕緣軌道在B點平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點)置于水平軌道上,滑塊受到的電場力大小為
mg,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度為g.
(1)若滑塊從水平軌道上距離B點s=3R的A點由靜止釋放,滑塊到B點時速度為多大?
(2)求滑塊到達C點時受到軌道的作用力大小;
(3)改變s的大小,使滑塊恰好始終沿軌道滑行,且從G點飛出軌道,求滑塊在圓軌道上滑行過程中的最小速度大。
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【題目】如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在xoy平面的第一象限,存在以x軸、y軸及雙曲線的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ;在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、y=L為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅱ.兩個電場大小均為E,不計電子所受重力,電子的電荷量為e,則:
(1)從電場I的邊界B點處靜止釋放電子,電子離開MNPQ時的位置坐標(biāo);
(2)從電場I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子,電子離開MNPQ時的最小動能;
(3)若將左側(cè)電場II整體水平向左移動(n≥1),要使電子從x=-2L,y=0處離開電場區(qū)域II,在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。
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【題目】(9分)一個半圓形玻璃磚,某橫截面半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑。O為圓心,如圖所示,玻璃的折射率為
(i)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達上表面后,都能從該表面射出,則入射光束在AB上的最大寬度為多少?
(ii)一細束光線在O點左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點的位置
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【題目】(14分)如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間的距離為d,上板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落,穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計,極板間電場可視為勻強電場,重力加速度為g)。求:
(1)小球到達小孔處的速度;
(2)極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量;
(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間。
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【題目】“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖如圖所示,讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。
為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上________。
A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放
C.每次釋放小球的初始位置可以任意選擇
D.用記錄小球位置時,接球檔板每次必須嚴(yán)格地等距離上升
E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接
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