【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置探究物體的加速度與力、質量的關系.
(1)實驗中下列做法正確的是___________.
A.平衡摩擦力后,實驗就不需要滿足小車及車中砝碼總質量遠大于砝碼盤及盤中砝碼總質量的條件
B.每次改變小車中砝碼的質量后,都需要重新平衡摩擦力
C.選取點跡清晰的紙帶,必須以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量
D.實驗中應先接通打點計時器的電源,然后再釋放小車
(2)實驗中由于實際繩對小車的拉力_________(選填“大于”、“等于”、“小于”)重物所受的重力,會給實驗帶來系統(tǒng)誤差。為減小此誤差,實驗中要對小車質量M和重物質量m進行選取,以下四組數(shù)據(jù)中最合理的一組是__________.(填寫相應序號)
①M=200g,m=40g、60g、80g、100g、120g
②M=200g,m=30g、35g、40g、45g、50g
③M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g
④M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g
(3)如圖所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶。取計數(shù)點1、2、3、4、5.已知打點計時器的打點周期為0.02s,用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為3. 05cm、3.92cm、4.77cm、5.62cm,則小車運動的加速度大小a=______m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字)
(4)甲、乙兩同學在同一實驗室,各取一套上圖所示的裝置放在水平桌面上,木塊上均不放砝碼,在沒有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關系,分別得到右圖中甲、乙兩條直線.設甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為、,由圖可知________.(大于、小于、等于)
【答案】(1)D、 (2)小于 ④ (3)0.86 (4)大于
【解析】
根據(jù)“探究物體的加速度與力、質量的關系”可知,本題考查“驗證牛頓第二定律”的實驗,根據(jù)實驗條件、實驗原理、實驗數(shù)據(jù)處理、誤差分析、實驗結論等,進行列式計算和分析推斷.
(1)A、本題實驗研究物塊的牛頓第二定律,實驗器材不能測出繩的拉力大小,則平衡摩擦力后要求物塊質量M遠大于鉤碼的總質量m,只有滿足這個條件才可認為小車受到的拉力F約為mg;故A錯誤.
B、平衡摩擦力后,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ,與質量無關,故通過增減木塊上的砝碼改變質量時,不需要重新調節(jié)木板傾斜度;故B錯誤.
C、選取點跡清晰的紙帶,不一定以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量;故C錯誤.
D、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊,而當實驗結束時應先控制木塊停下再停止打點計時器;故D正確.
故選D.
(2)重物與小車一起加速運動,因此重物對小車的拉力小于重物的重力,當盤和盤中砝碼的重力的大小關系得出只有m<<M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力,因此第④組數(shù)據(jù)比較符合要求.
(3)根據(jù)勻變速直線運動的判別式△x=aT2,運用逐差法得:.
(4)根據(jù)牛頓第二定律得,可知圖線的縱軸截距的絕對值等于μg,則有.
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【題目】如圖所示,A、B兩物塊的質量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,B與地面間的動摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g,F(xiàn)對A施加一水平拉力F,則( )
A. 當F<2μmg時,A、B都相對地面靜止
B. 當F=時,A的加速度為
C. 當F>3μmg時,A相對B滑動
D. 無論F為何值,B的加速度不會超過
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【題目】(1)關于電磁打點計時器的使用,下列說法正確的是(_______)
A.電磁打點計時器使用的是6V以下的直流電源
B.在測量物體速度時,先讓物體運動,后接通電源
C.使用的電源頻率越高,打點的時間間隔就越小
D.紙帶上打的點越密,說明物體運動的越慢
(2)電磁打點計時器是測量時間的儀器,其工作電壓約為__________V, 電源頻率是50Hz, 它每隔________s打一次點,在測定勻變速直線運動加速度實驗中,某次實驗紙帶的記錄如圖6所示,紙帶上O、A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,O到各點距離由圖可知。則紙帶的加速度等于__________,在打D點時紙帶的速度為___________(保留兩位有效數(shù)字),F到G的距離為____cm。
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【題目】某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖甲所示。一小車放在水平長木板上,左側拴有一細軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運動。下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出,電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz.
(1)該同學進行了以下實驗操作步驟,其中錯誤的步驟是___
A. 將打點計時器固定在長木板有滑輪一端,并接好電路
B. 將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔
C. 把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼
D. 拉住紙帶,將小車移到靠近打點計時器的一端后,放開紙帶,再接通電源
(2)根據(jù)紙帶(圖乙)可以計算各點的瞬時速度及小車加速度,現(xiàn)計算第2點的瞬時速度:v2=___m/s,小車的加速度為a=___m/s2.(結果取三位有效數(shù)字)
(3)另一同學利用如圖丙所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度,滑塊上安裝了寬度為d的遮光板;瑝K在牽引力作用下先后通過兩個光電門A.B,配套的數(shù)字毫秒計(圖中未畫出)記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t,則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為vA=___.若已知滑塊通過兩光電門速度分別為vA、vB,兩個光電門A.B間距離為L,則滑塊的加速度表達式為α=___.(用題中字母表示)
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【題目】“蹦極”是一項非常刺激的體育運動運動員身系彈性繩自高空P點自由下落,圖中a點是彈性繩的原長位置,c是運動員所到達的最低點,b是運動員靜止地懸吊著時的受力平衡位置運動員在從P點落下到最低點c的過程中
A. 運動員從a點運動到c點的過程是做勻減速運動
B. 在b點,運動員的速度最大,其加速度為零
C. 在bc段繩的拉力大于人的重力,運動員處于超重狀態(tài)
D. 在c點,運動員的速度為零,其加速度為零
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【題目】研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖所示,其中斜面傾角θ可調。打點計時器的工作頻率為50 Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。
(1)下列方法中有助于減小實驗誤差的是________(填正確答案字母)。
A.選取計數(shù)點,把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位
B.使小車運動的加速度盡量小些
C.舍去紙帶上開始時密集的點,只利用點跡清晰、間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算
D.適當增大斜面傾角θ
(2)圖中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=______ s,計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5=________。
(3)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=________。
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【題目】自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈,原、副線圈都只取該線圈的某部分,一升壓式自耦調壓變壓器的電路如圖所示,其副線圈匝數(shù)可調。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝;原線圈為1100匝,接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調至最大時,負載R上的功率為2.0kW。設此時原線圈中電流有效值為I1,負載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的,則U2和I1分別約為
A. 380V和5.3A
B. 380V和9.1A
C. 240V和5.3A
D. 240V和9.1A
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【題目】現(xiàn)代科學研究中常用到高速電子,電子感應加速器就是利用感生電場加速電子的設備.電子感應加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成.當電磁鐵繞組通以變化的電流時會產生變化的磁場,穿過真空室所包圍的區(qū)域內的磁通量也隨時間變化,這時真空室空 間內就產生感應渦旋電場,電子將在渦旋電場作用下得到加速.如圖所示(上方為側視圖,下方為真空室的俯視圖),若電子被“約束”在半徑為R的圓周上逆時針運動,此時電磁鐵繞組通以圖中所示的電流,則()
A.此時真空室中的磁場方向是從上往下
B.被加速時,電子運動的半徑一定變大
C.電子被加速時,電磁鐵繞組中電流增大
D.被加速時,電子做圓周運動的周期保持不變
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【題目】如圖所示,有一個重量的小物體放在斜面上,斜面底邊長,高, 物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,物體在沿斜面向上的力 F 的作用下剛好處于靜止狀態(tài)(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),求:
(1)斜面傾角θ的正弦值;
(2)力 F 可能的大。
(3)現(xiàn)將力 F 順時針轉動至水平向右并保持不變,求此時物體與斜面之間的摩擦力。
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