题目内容
3.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图1所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.①当M与m的大小关系满足M>>m时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
②某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是B.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
③另外一组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这组同学得到的a-F关系图象如图2所示,其原因是:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
分析 当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时,可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力.平衡摩擦力时,不能挂盘;实验过程中,应保证绳和纸带与木板平行;小车的加速度应由纸带求出.
解答 解:①根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=$\frac{mg}{M+m}$,则绳子的拉力T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$,当M>>m时,认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
②A、平衡摩擦力时,不能将及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上.故A错误.
B、改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力.故B正确.
C、实验时,先接通电源,再释放小车.故C错误.
D、小车运动的加速度通过纸带求出,不能通过a=$\frac{mg}{M}$求出.故D错误.
故选:B.
③从图象可知,F大于零时,加速度为零,知没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力时长木板的倾角过小.
故答案为:①M>>m;②B;③没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,注意实验的条件是:砝码和盘的总重力要远小于小车的重力,此时才有绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力.
练习册系列答案
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15.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图1所示的实验装置:质量为m1的木块A放在足够长的水平桌面上,细绳一端固定在A上,另一端绕过定滑轮悬挂质量为m2的钩码B.开始时细绳伸直,B离地面高度为h,由静止释放后,二者一起移动,B落地后(不反弹)A在水平桌面上继续运动一段距离,最后静止在P点.改变B离地面的初始高度h,测出每次A在桌面上移动的距离s和相应的h,记录的数据如表.
(1)请在图2的坐标系中描出上述数据对应的点,并绘出相应的图线;
(2)若B从离地高度为44cm处由静止释放,则此次A在水平桌面上移动的距离为86cm;
(3)设该图线的斜率为k,则木块与桌面间的动摩擦因数的表达式为$\frac{{m}_{2}}{k{m}_{2}+k{m}_{1}+{m}_{1}}$.
(4)若实验中,每次测量h时,测量的都是B物体上端到地面的距离,这样按照上述方法计算出的动摩擦因数与真实值相比是相同(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
h/cm | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 |
s/cm | 39.8 | 59.2 | 78.5 | 97.4 | 116.2 |
(s-h)/cm | 19.8 | 29.2 | 38.5 | 47.4 | 56.2 |
(1)请在图2的坐标系中描出上述数据对应的点,并绘出相应的图线;
(2)若B从离地高度为44cm处由静止释放,则此次A在水平桌面上移动的距离为86cm;
(3)设该图线的斜率为k,则木块与桌面间的动摩擦因数的表达式为$\frac{{m}_{2}}{k{m}_{2}+k{m}_{1}+{m}_{1}}$.
(4)若实验中,每次测量h时,测量的都是B物体上端到地面的距离,这样按照上述方法计算出的动摩擦因数与真实值相比是相同(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
12.关于宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. | 第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度 | |
B. | 第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 | |
C. | 第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度 | |
D. | 第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小速度 |