题目内容
11.现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律.给定的器材如下所示:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器、米尺、弹簧秤,还有钩码若干.实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响、重力加速度为g),完成下列实验步骤中所缺的内容:(1)用弹簧秤测出小车的重力,除以重力加速度g得到小车的质量M
(2)用弹簧秤沿斜面向上拉小车保持静止,测出此时的拉力F
(3)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t,用米尺测量A1与A2之间的距离s,从运动学角度得小车的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$.
(4)已知A1和A2之间的距离s,小车的质量为M,在小车中加钩码,所加钩码总质量为m,要保持小车和钩码的合外力F不变,应将A1相对于A2的高度调节为h=$\frac{Fs}{(M+m)g}$.
(5)多次增加钩码,在小车与钩码的合外力保持不变的情况下,利用(1)(2)(3)的测量和计算结果,可得钩码质量m与小车从A1到A2时间t的关系式为m=$\frac{F{t}^{2}}{2s}-M$.
分析 滑块做匀加速直线运动,由运动学公式求加速度,再对物体分析受力,由牛顿第二定律解相关的方程求解.
解答 解:(3)由运动学公式有:$s=\frac{1}{2}a{t}^{2}$,
得:a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$;
(4)对增加了质量的小车分析受力有:$F=(M+m)g\frac{h}{s}$,
解得:$h=\frac{Fs}{(M+m)g}$;
(5)小车的加速度为:$a=\frac{F}{M+m}=\frac{2s}{{t}^{2}}$,
整理得:m=$\frac{F{t}^{2}}{2s}-M$.
故答案为:(3)$\frac{2s}{t^2}$;(4)$\frac{Fs}{(M+m)g}$;(5)$\frac{{F{t^2}}}{2s}-M$.
点评 本题是课本演示实验拓展,要注意两者的区别,课本实验原理是控制小车的质量不变,改变拉力,探究a和F之间的关系;此题是控制F不变,探究质量m和a的关系.
练习册系列答案
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A. | 开普勒452的质量比太阳的质量略大 | |
B. | 因为未知开普勒452b和地球的密度关系,所以无法比较开普勒452b和地球的质量大小 | |
C. | 开普勒452b的第一宇宙速度约为地球的1.8倍 | |
D. | 因为未知开普勒452b和地球的质量大小关系,所以无法比较开普勒452b和地球的第一宇宙速度的大小 |
6.关于万有引力定律,正确的说法是( )
A. | 物体间万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比 | |
B. | 地球上的物体和地球附近的物体受到的重力就是地球对物体的万有引力 | |
C. | 万有引力与质量、距离和万有引力常量都成正比 | |
D. | 任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比 |
16.关于人造地球卫星和宇宙飞船,下列说法错误的是( )
A. | 若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期,利用引力常量,就可以算出地球质量 | |
B. | 两颗人造地球卫星,只要它们的绕行速率相等,不论它们的质量、形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的 | |
C. | 两颗人造卫星一前一后在同一轨道上沿同一方向绕行,若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞,只要将后者速率增大一些即可 | |
D. | 在绕地球飞行的宇宙飞船中,若宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,宇航员也绕地球做圆周运动 |
3.如图所示为银河系中A、B两颗恒星组成的双星系统,已知AB间的距离为L,若测得A恒星绕AB连线上O点做圆周运动的周期为T,轨道半径为r,则两恒星的质量为(引力常量为G)( )
A. | mA=$\frac{4{π}^{2}(L-r){L}^{2}}{G{T}^{2}}$ | B. | mB=$\frac{4{π}^{2}r{L}^{2}}{G{T}^{2}}$ | ||
C. | mA=$\frac{4{π}^{2}(L-r)^{3}}{G{T}^{2}}$ | D. | mB=$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{T}^{2}}$ |
1.如图所示,在粗糙的水平面上,物体沿着弹簧运动,且使弹簧发生压缩,则物A体的受力情况是( )
A. | 重力、支持力、动力、摩擦力和弹簧的弹力 | |
B. | 弹簧的弹力是动力,而摩擦力是阻力 | |
C. | 重力、支持力、摩擦力和弹簧的弹力 | |
D. | 弹簧的弹力与物体运动方向相同,摩擦力与物体运动方向相反 |