题目内容
【题目】如图，一宽度L=0.4m的U形光滑金属框架水平放置，开口向右，在框架所在范围内存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。一质量m=0.05kg、电阻R=1
的金属杆垂直于框架的两平行边，静置其上。现在水平外力F的作用下，使杆ab以恒定加速度a=2m/s2，由静止开始沿框架向右做匀加速运动（不计框架电阻，框架足够长）。 求：
(1)水平外力F与时间t函数关系。
(2)水平外力F作用5秒后撤去，分析并说明金属杆ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况。
(3)水平外力F作用5秒后撤去，金属杆ab在整个运动过程中的总位移大小。
【答案】(1)F=0.1+0.0128t；(2)见解析；(3)103.125m
【解析】
(1) 根据F-FA=ma得
带入数据：
F=0.1+0.0128t
(2)0~5s 内，金属棒做匀加速直线运动，其速度均匀增加，加速度不变，大小为2m/s2，5s以后，金属棒只受安培力的作用
，v ↓，a ↓
∴金属棒做加速度减小的减速运动，直到完全停下来，其v-t图，如图所示：
(3)在0-5s内的位移
速度
v=at=10m/s
撤去外力后，由动量定理
解得
x2=78.125m
则总位移为
x=x1+x2=103.125m
【题目】在“用DIS实验研究加速度与质量的关系”实验中，某同学采用了如图所示的装置，通过实验测得了下表所示的5组数据，然后作出a-m的关系图像（题中未给出），请完成下列问题：
组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
a（m·s-2） | 0.33 | 0.28 | 0.25 | 0.22 | 0.20 |
m（kg） | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 | 0.50 |
(1)实验中小车的加速度数据是通过_________传感器获得的数据进行分析得出的。
(2)实验中钩码的重力约为_________N。（保留2位有效数字）。
(3)为进一步确定加速度与质量的关系，应画a—_________图像。
(4)本实验得到的结论是____________________________________。
【题目】如图所示，是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验，细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时恰好位于圆心。现设法使钢球沿纸上的某个圆周运动。实验步骤如下：
（1）用秒表记下钢球运动n圈的时间t。
（2）通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，并用天平测出钢球质量m。
（3）测出悬点到球心的竖直高度h，用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=_____________，钢球所受合力的表达式F2=_________。下面是一次实验得到的数据，代入上式计算结果F1=________N，F2=_________N，图中细线与竖直方向的夹角
比较小，可认为
。（g=9.80m/s2，π2≈9.86，计算结果保留三位小数）
m/kg | r/m | n/转 | t/s | h/m |
0.200 | 0.050 | 50 | 99.0 | 1.00 |
（4）在误差允许的范围内，可认为F1_______F2（填 “=”、“>” 、“<”），证明向心力的表达式正确。
