1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中,某同學使用了如圖1所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz,沙和桶的質(zhì)量用m表示,小車和車上砝碼質(zhì)量用M表示.
(1)該同學得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點,如圖2所示,自A點起,相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,則打E點時小車的速度為0.85m/s,打A、F兩點的過程中小車的平均速度為0.70m/s,小車的加速度為5.0m/s2.(重力加速度取g=10m/s2
(2)該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關系,應該保持m 不變;若該同學要探究加速度a和拉力F的關系,應該保持M不變.(用題中所給字母填寫)
(3)該同學通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖3所示,則:
①圖中的力F理論上指B,而實驗中卻用A表示.(選填字母符號)
A.砂和砂桶的重力            B.繩對小車的拉力
②圖中的直線不過原點的原因是B;(選填一項)
此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是C.(選填一項)
A.沒有平衡摩擦或平衡摩擦不足
B.平衡摩擦時木板右端墊得過高
C.隨著桶內(nèi)沙的不斷增加,不再滿足m《M.

分析 (1)應用勻變速直線運動的推論,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求出平均速度、瞬時速度與加速度;
(2)該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關系,研究三者關系必須運用控制變量法.
(3)探究加速度與拉力的關系實驗時,要平衡摩擦力,平衡摩擦力時,要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力,不需要掛任何東西.小車的加速度應根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出;平衡摩擦力時,是重力沿木板方向的分力等于摩擦力,由圖象可知,還沒有掛重物時,小車已經(jīng)產(chǎn)生了加速度,由此可知圖象不過原點的原因.

解答 解:(1)E點的瞬時速度等于DF間的平均速度,打E點時小車的速度為vE=$\frac{DF}{2T}$=$\frac{0.016+0.018}{2×0.02}$=0.85m/s;
打A、F兩點的過程中小車的平均速度為
$\overline{v}$=$\frac{AF}{5T}$=$\frac{0.010+0.012+0.014+0.016+0.018}{5×0.02}$=0.70m/s;
由題意可知,相鄰計數(shù)點間的間隔:△x=2mm=0.002m,由勻變速直線運動的推論:△=at2可知,小車的加速度:a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{0.002}{0.0{2}_{\;}^{2}}$=5.0m/s2
(2)該實驗是運用控制變量法研究的,該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關系,應該保持細線對車的拉力F=mg不變,即保持m不變,
若該同學要探究加速度a和拉力F的關系,應該保持小車的質(zhì)量M不變;
(3)①圖中的力F理論上指繩對小車的拉力,即B,而實驗中卻用砂和砂桶的重力,即A.
②圖中當F=0時,a≠0.也就是說當繩子上沒有拉力時,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,即平衡摩擦力過度導致.故選B
當砂桶(包括砂)質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時,可以近似認為小車受到的拉力等于砂桶的重力,即:必須保證:m<<M,
隨砂桶質(zhì)量的增大,小車受到的拉力明顯小于砂桶的重力,a-F圖象發(fā)生彎曲,故圖象彎曲的原因是:隨著F的增大,不再滿足沙和沙桶質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量:m<<M,故選C
故答案為:(1)0.85,0.70,5.0;     (2)m,M;  (3)①B、A;  ②B;  ③C

點評 探究加速與力的關系實驗時,要平衡摩擦力、應根據(jù)紙帶求出小車的加速度,掌握實驗的實驗注意事項是正確解題的關鍵,要清楚每一項操作存在的理由.要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法.

練習冊系列答案
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14.目前智能手機普遍采用了電容屏.電容觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的,它是一塊四層復合玻璃屏.玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面.當手指觸摸電容觸摸屏時,手指和屏的夾層工作面形成一個電容器,因為工作面上接有高頻信號,電流通過電容器分別從屏的四個角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對這四個電流比例精確計算,得出觸摸點的位置.對于觸摸屏,則:
(1)使用絕緣筆,在電容屏上不能(能或不能)進行觸控操作;
(2)手指與屏的接觸面積變大時,電容變大(不變,變大,變。;
(3)電容觸摸屏需要觸摸,不需要(需要或不需要)壓力就能產(chǎn)生位置信號;
(4)手指壓力變大時,手指與屏的夾層工作面距離變小,電容會變大(變大或變。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.下列關于功率的說法中正確的是( 。
A.由P=$\frac{W}{t}$知,力做的功越多,功率越大
B.由P=Fv知,物體運動得越快,功率越大
C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多
D.由P=Fvcos α知,某一時刻,即使力和速度都很大,但功率不一定大

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12.科技館中的一個展品如圖所示,在較暗處有一個不斷均勻滴水的水龍頭,在一種特殊 的間歇閃光燈的照射下,若調(diào)節(jié)間歇閃光間隔時間正好與水滴從A下落到B的時間相同,可以看到一種奇特的現(xiàn)象,水滴似乎不再下落,而是像固定在圖中的A、B、C、D 四個位置不動,對出現(xiàn)的這種現(xiàn)象,下列描述正確的是(g=10m/s2)( 。
A.水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間滿足 tAB<tBC<tCD
B.閃光的間隔時間是$\frac{\sqrt{2}}{10}$ s
C.水滴在相鄰兩點間的平均速度滿足 v AB:v BC:v CD=1:4:9
D.水滴在各點的速度之比滿足 vB:vC:vD=1:3:5

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19.空間中某一靜電場的電勢φ在x軸上的分布情況如圖所示,其中x0-x1=x2-x0.下列說法 中正確的是(  )
A.空間中各點的場強方向均與x軸垂直
B.電荷在x1處和x2處受到的電場力相同
C.正電荷沿x軸從x1處移到x2處的過程中,電勢能先減小后增大
D.負電荷沿x軸從x1處移到x2處的過程中,電場力先做負功后做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

6.某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中,設計出如下的實驗方案,其實驗裝置如圖所示.已知小車質(zhì)量M=214.6g,砝碼盤質(zhì)量m0=7.5g,所使用的打點計時器交流電頻率f=50Hz.其實驗步驟是:
A.按圖中所示安裝好實驗裝置
B.調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下做勻速運動
C.取下細繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m
D.先接通電源,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加速度a
E.重新掛上細繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量,重復B~D步驟,求得小車在不同合外力F作用下的加速度,回答以下問題:
(1)按上述方案做實驗,是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量?否(填“是”或“否”),長木板傾斜是否是為了平衡摩擦力?是(填“是”或“否”).
(2)實驗中打出的一條紙帶如圖所示,由該紙帶可求得小車的加速度a=0.77m/s2
(3)某同學將有關數(shù)據(jù)填入他所設計的表格中,并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖象(如圖),造成圖線不過坐標原點最主要的一條原因是在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力.
次數(shù)12345
砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m/g1020304050
砝碼盤中砝碼的重力G/N0.100.200.290.390.49
小車的加速度a/m•s-20.771.441.842.382.75

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

13.圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.沙和沙桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大。

(1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是B
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在沙和沙桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去沙和沙桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及沙和沙桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動.
(2)實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是C
A.M=200g,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)圖2是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則C點的速度為VC=0.49m/s,a=0.38m/s2

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10.如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點,用不同重物通過細線拉同一小車,每次小車都從同一位置A由靜止釋放.
(1)若用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示,則d=1.140cm;
(2)實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等,則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應滿足的關系為m<<M;
(3)測出多組重物的質(zhì)量m和對應遮光條通過光電門的時間△t,并算出相應小車經(jīng)過光電門時的速度v,通過描點作出線性圖象,研究小車加速度與力的關系,處理數(shù)據(jù)時應作出v2-m(選填“v-m”或“v2-m”)圖象.
(4)該同學在(3)中作出的線性圖象不通過坐標原點,開始實驗前他應采取的做法是C
A.將不帶滑輪的木板一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B.將不帶滑輪的木板一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C.將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D.將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動.

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11.帶有等量異種電荷的一對平行金屬板,上極板帶正電荷.如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它們的電場線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線(電場方向未畫出).虛線MN是穿過兩極板正中央的一條直線.關于這種電場,以下說法正確的是(  )
A.b點的電勢高于d點的電勢
B.b點的電勢高于c點的電勢
C.將一負電荷從a點移到d點,其電勢能增大
D.將一正電荷從a點由靜止釋放,它將沿著電場線做勻變速直線運動

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