题目内容

16．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，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，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：
（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）（多选题）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法正确的是BC；
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，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a=mg/M求出
（3）乙图为本实验中接在50Hz的低压交流电上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但第3个计数点没有画出，设计数点1和2间距为x2，计数点4和5间距为x5．由图数据可得计算加速度的表达式是$a=\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3{T}^{2}}$，该物体的加速度为0.75m/s2．（所有结果均保留两位有效数字）

分析 （1）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；
（2）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；
（3）物体做匀变速直线运动，由△x=at2可以求出物体的加速度．

解答 解：（1）假设小车的加速度为a，拉力为F
对盘和砝码：mg-F=ma；对小车：F=Ma；
联立得：F=$\frac{Mmg}{M+m}$，故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg．
（2）A、平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B、在实验前平衡一次摩擦力即可，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差，故C正确；
D、小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，
加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D错误；
故选：BC．
（3）计数点间的时间间隔为：T=0.02s×5=0.1s，
根据作差法得：a=$\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3{T}^{2}}$，
代入数据得：a=0.75m/s2
故答案为：（1）M＞＞m；（2）BC；（3）$a=\frac{{{x_5}-{x_2}}}{{3{T^2}}}$；（4）0.75．

点评 能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．

练习册系列答案
相关题目
10．将一带电量为+Q的点电荷固定在空间中的某一位置处，有两个质量相等的带电小球A、B分别在Q下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以Q为球心的同一球面上，如图所示．若A、B所带电量很少，两者间的作用力忽略不计，取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球A、B所带电荷量相等
B．小球A、B运动轨迹上的各点场强相同
C．小球A、B运动轨迹上的各点电势相等
D．库仑力刚好提供小球做匀速圆周运动所需的向心力
7．如图所示，质量m=50kg的运动员（可视为质点），在河岸上A点紧握一根长L=5.0m的不可伸长的轻绳，轻绳另一端系在距离水面高H=10.0m的O点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°，C点是位于O点正下方水面上的一点，距离C点x=4.8m处的D点有一只救生圈，O、A、C、D各点均在同一竖直面内．若运动员抓紧绳端点，从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定初速度v0跃出，当摆到O点正下方的B点时松开手，最终恰能落在救生圈内．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）运动员经过B点时速度的大小vB；
（2）运动员从台阶上A点跃出时的动能Ek；
（3）若初速度v0不一定，且使运动员最终仍能落在救生圈内，则救生圈离C点距离x将随运动员离开A点时初速度υ0的变化而变化．试写出x与v0的函数．
4．“龙腾水舞新广州”--2012年广州春节焰火晚会于农历正月初一在珠江河段琶洲会展中心对出江岸、江面的主会场和白鹅潭江面的分会场精彩上演．在焰火运动的过程中，以下说法中正确的是（　　）
A．焰火的速度越大，加速度也一定越大
B．焰火的速度变化越快，加速度一定越大
C．焰火的加速度不断减小，速度一定越来越小
D．某时刻速度为零，其加速度一定为零
11．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学在打出的如图1所示的纸带上按打点的先后顺序，每隔一定的点共选取了O、A、B、C、D、E六个计数点．现用剪刀从它们的分界点将纸带剪开，得到五段纸带，将这五段纸带按从短到长的顺序但不重叠地贴在坐标系中，如图2所示．

（1）在该实验中，一定需要的做法或实验器材是D．
A．小车的质量远大于钩码的质量      B．平衡摩擦力       C．弹簧秤          D．电火花打点计时器
（2）若把每一段纸带的左上端连接起来，结果得到一条倾角为θ的倾斜直线，那么，这条直线表示的是v-t图象，物体的加速度大小为tanθ．
1．某小物体以v0=40m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2．求：
（1）物体上升到最高点所用时间；
（2）从抛出开始计时t=5s内物体的位移；
（3）若在运动过程中，小物体两次经过A点所用时间间隔为△t1=3s，两次经过B点所用时间间隔△t2=4s，求A、B两点间的高度差．
8．某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）．第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2．

（1）在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为${x}_{1}\sqrt{\frac{g}{2H}}$．（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）．
（2）（多选）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是BCD
（A）h的测量      （B）H的测量     （C）L的测量      （D）x2的测量
（3）若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5．
5．从地面斜上抛的物体到达最高点时的速度为24m/s，落地时的速度为30m/s，求：
（1）物体抛出时，速度的大小和方向；
（2）物体在空中飞行的时间T；
（3）射高Y和射程X．（g取10m/s2）
6．科学家们在探究物理学的过程中创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等等．以下所用物理学方法叙述不正确的是（　　）
A．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
C．根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$，当△t非常非常小时，$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
D．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法

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