题目内容

14．某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系实验中，不改变拉力FT（即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，某次实验得到了一条纸带，如图所示，打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为计数点，两个计数点间还有4个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．

（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C点的瞬时速度vc=0.35m/s，加速度a=0.97m/s2（结果保留保留两位有效数字）．
（2）该实验正式开始前，要先要平衡摩擦阻力f，且只有当小车质量M与小车悬挂线通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量m大小满足M＞＞m时，方可认为细线对小车的拉力FT的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg．

分析 （1）根据在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出各点的瞬时速度大小，利用逐差法可以求出加速度的大小；
（2）正确理解该实验的实验原理，了解具体实验操作，尤其是理解对小车质量M和砂桶及砂的总质量m之间的大小关系．

解答 解：（1）据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：
vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{10.02-3.01}{2×0.1}$×10-2 m/s=0.35 m/s
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：
a=$\frac{{x}_{CF}-{x}_{OC}}{9{T}^{2}}$
解得：a=$\frac{20.98-6.03-6.03}{9×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s2=0.97 m/s2．
（2）为了使绳子的拉力等于小车的合外力，在进行实验之前要进行平衡摩擦力，具体做法是：适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑．
设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma    ①
对砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
F=$\frac{mgM}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力．
故答案为：（1）0.35，0.97；（2）要平衡摩擦阻力f；M＞＞m．

点评 明确实验原理，正确理解实验中具体操作的含义，加强基本物理规律在实验中的应用，掌握求解瞬时速度，及逐差法可以求出加速度的方法，注意保留有效数字．

练习册系列答案
相关题目
4．如图所示，两条光滑平行金属导轨水平放置，间距为L，导轨左端接有一定值电阻，阻值为R，导轨处于长度为x的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．在导轨上距离磁场左边界x处放置一质量为m、长为L、阻值也为R的金属棒，将一水平向右的恒力F作用在金属棒上，使金属棒由静止开始运动，金属棒运动到磁场中间时恰好开始做匀速运动．其他电阻不计，已知在金属棒从开抬运动到刚好离开磁场的过程中，金属棒始终与导轨垂直且接触良好．
（1）求该过程金属棒中所产生的焦耳热Q．
（2）求该过程金属棒所经历的总时间t．
5．以初速度υ0水平抛出一物体，经时间t速度大小为υ，已知重力加速度为g，则经时间2t速度大小为（　　）
A．υ0+2gtB．υ+gtC．$\sqrt{υ_0^2+{{（2gt）}^2}}$D．$\sqrt{υ_0^2+3{{（gt）}^2}_{\;}}$
2．图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置．关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A．固定打点计时器时，其限位孔必须在同一竖直面内
B．手抓纸带的位置越靠近打点计时器越好
C．实验中必须测出重锤的质量
D．实验中应先释放纸带，后接通电源
9．如图所示，小钢球A、B从同一高度同时由静止释放，A球做自由落体运动，B球沿光滑斜面下滑．则两球落地前运动的全过程中，两球速度大小随时间变化的图象可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
19．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用的小灯泡标有“10V 5W”的字样，其他可供选择的器材有：A．电压表V1（量程15V，内阻80kΩ）　　　　　　　
B．电压表V2（量程6V，内阻20kΩ）
C．电流表A1（量程3A，内阻0.2Ω）　　　　　　　　
D．电流表A2（量程0.6A，内阻约1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，0.5A）　　　　　
F．滑动变阻器R2（0～20Ω，2A）
G．学生电源E（8～12V）　　　　　　　　　　　　　　　 　　
H．开关S及导线若干
某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U-I关系曲线如图甲所示．
（1）实验中电压表应选用A，电流表应选用D，滑动变阻器应选用F；（均填写器材对应的字母序号）
（2）在虚线框乙中画出实验所用的电路图；
（3）现把实验中使用的小灯泡接到如丙图所示的电路中，其中电源电动势E=10V，内阻r=2Ω，定值电阻R=38Ω，此时灯泡的实际功率为0.38W．（结果保留两位有效数字）
6．如图所示，斜面A固定于水平地面上，在t=0时刻，滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面，t=t0时刻到达最高点．取沿斜面向上为正方向，下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中，肯定错误的是（　　）
A．B．C．D．
3．如图甲所示为研究光电效应的电路图，实验得到了如图乙所示的遏止电压Uc和如入射光频率v的图象．下列说法正确的是（　　）
A．图象与横轴交点坐标的物理意义是该金属的截止频率
B．图象斜率为普朗克常量h
C．遏止电压越高，截止频率越大
D．入射光频率增大，逸出功也增大
5．2016年里约奥运会男子20公里竞走决赛中，我国选手王镇以1小时19分14秒获得冠军，下列说法正确的是（　　）
A．20公里指位移
B．1小时19分14秒是时间
C．研究王镇竞走动作时，可以看成质点
D．王镇夺冠是因为他的平均速率大

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网