题目内容
2.如图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②调整长木板的倾斜角度,以平衡小车受到的摩擦力,让小车在不受拉力作用时能在木板上做匀速直线运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 | F(N) | vB2-vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | 2.44 |
4 | 2.00 | 3.48 | 3.63 |
5 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
6 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是没有完全平衡摩擦力.
分析 (1)注意平衡摩擦力的原理,利用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力,若物体能匀速运动则说明恰好平衡了摩擦力;
(2)根据运动学公式中速度和位移的关系可以写出正确的表达式;
(3)利用描点法可正确画出图象;
(4)对比实际与理论图象可知,有外力时还没有加速度,由此可得出产生偏差原因.
解答 解:(1)根据平衡状态的特点可知知道当小车做匀速直线运动时,说明摩擦力已经被平衡.
(2)根据匀变速直线运动的位移与速度公式有:v2-v02=2as可知加速度为:a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$,根据表中实验数据解得:a=2.44m/s2.
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:
(4)对比图象可知,实际图象没有过原点而是和横坐标有交点,造成原因是因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大.
故答案为:(1)匀速直线; (2)$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2L}$;2.44;(3)图象如图所示;(4)没有完全平衡摩擦力.
点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理等问题;明确实验原理,正确进行误差分析和数据处理是对学生学习实验的基本要求,要加强这方面的训练.
练习册系列答案
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18.以下说法正确的是( )
A. | 物体所带的电荷量是任意实数 | |
B. | 物体所带电荷量的最小值是1.6×10-19 C | |
C. | 元电荷就是电子或质子 | |
D. | 凡试探电荷都是点电荷,凡点电荷都能作试探电荷 |
19.在t=0时,甲乙两质点从相距70m的两地开始相向运动,它们的v-t图象如图所示,则( )
A. | 在第1s末,乙质点改变运动方向 | |
B. | 在第2s末,甲、乙两质点相遇 | |
C. | 甲、乙从计时开始,在以后相当长的时间内能有二次相遇 | |
D. | 第4s末,甲乙两质点相距20m |
10.如图所示,ABC为竖直平面内光滑绝缘固定框架,B、C两点在同一水平面内.套在AB杆上的质量为m带正电的小圆环由A点静止释放,滑到B点时速度为υ0.若空间加一与ABC平面平行的匀强电场,圆环仍由A点静止释放,滑到B点时速度为$\sqrt{2}$υ0,将小圆环套在AC杆上,从A点静止释放,滑到C点时速度为$\sqrt{3}$υ0,则下列说法正确的是( )
A. | 电场方向与BC垂直 | |
B. | B点电势是C点电势的2倍 | |
C. | A、C两点间电势差是A、B两点间电势差的2倍 | |
D. | 圆环由A滑到C是圆环由A滑到B过程中电场力做功的2倍 |
17.将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上,(如图所示).O点为该正方形对角线的交点,直线段AB通过O点且垂直于该正方形,OA>OB,以下对A、B两点的电势和场强的判断,正确的是( )
A. | A点场强等于B点场强 | B. | A点场强小于B点场强 | ||
C. | A点电势高于B点电势 | D. | A点电势等于B点电势 |
11.R1和R2分别标有“4Ω,1.0A”和“4Ω,0.5A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A. | 2.0W | B. | 4.0W | C. | 5.0W | D. | 6.0W |
12.某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳的质量和绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△v2(△v2=v2-v02),填入下表:
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车A质量为0.2kg,结合图象可求处小车所受合外力的大小为F=0.25N.
该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△v2(△v2=v2-v02),填入下表:
点迹 | s/m | △v2/m2•s2 |
O | / | / |
1 | 1.60 | 0.04 |
2 | 3.60 | 0.09 |
3 | 6.00 | 0.15 |
4 | 7.00 | 0.18 |
5 | 9.20 | 0.23 |
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车A质量为0.2kg,结合图象可求处小车所受合外力的大小为F=0.25N.