题目内容

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

(1)若取小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和砂的质量 m 的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是     
A.m1=5 g   B.m2=1kg
C.m3=10 gD.m4=400 g
(2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先               ,该操作是否成功,判断的依据是                               .
(3)假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内,令F=mg为横轴,则a-F图象中斜率的物理意义是                             .
(1)BD  (2) 平衡摩擦 ; 不挂砂桶时,小车在倾斜的木板上是否匀速. (3) 总质量的倒数

试题分析:(1)设细线的拉力为T,加速度为a,根据牛顿第二定律得:,解得:,由此可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时,可将砂和桶的总重力看作小车的拉力,一般认为大于10倍为远远大于,所以AC合适,BD不合适,故选BD.
(2)根据力的合成,要想小车受到的合外力等于细线的拉力,则其他力的合力为零,所以要平衡摩擦力,即实验操作时必须首先平衡摩擦力;平衡摩擦力后不挂物体时小车应做匀速直线运动,故打出的纸带是点击均匀的,即平衡摩擦力是否成功的依据为不挂沙桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的.
(3)将车内的沙子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,,可见a-F图象斜率的物理意义是
练习册系列答案
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(1)(6分)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=10.0m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)

②乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是___________________
(2)实验室中准备了下列器材:
待测干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)
电流表G(满偏电流1.5mA,内阻10Ω)
电流表A(量程0~0.60A,内阻约0.10Ω)
滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
定值电阻R3=990Ω、开关S和导线若干
①小明同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内电阻。为了能较为准确地进行测量和操作方便,实验中选用的滑动变阻器,应是     。(填代号)
②请在方框中画出他的实验电路图。
③右下图为小明根据实验数据作出的I1—I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可得:被测干电池的电动势E=          V,内电阻r=          Ω。

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