题目内容

5．图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是C．
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是C．
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g．

分析 小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应平衡摩擦力，平衡摩擦力时，让小车拖着纸带，能够做匀速直线运动即可，不能将砂和砂桶通过滑轮挂在小车上．
当砂和砂桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，即m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力；

解答 解：（1）实验时，应平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．故选：C．
（2）当m＜＜M时，即当砂和砂桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．故选：C．
故答案为：（1）B，（2）C．

点评 该实验中注意，要保证绳子的拉力等于小车的合力，则需平衡摩擦力，要保证砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，则需满足砂和砂桶总质量远远小于小车和砝码的总质量．

练习册系列答案
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A．5B．4C．3D．6
16．某同学利用图示装置，验证以下两个规律：
①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；
②系统机械能守恒．
P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上．物块R与轻滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放．
（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有BCD．
A．P、Q、R的质量M       B．两个定滑轮的距离d
C．R的遮光片到c的距离H  D．遮光片的宽度x
（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为t1=t2．
（3）若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为$\frac{{t}_{3}}{{t}_{1}}=\frac{2H}{\sqrt{4{H}^{2}+{d}^{2}}}$．
（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为gH=$\frac{1}{2}{x}^{2}（\frac{1}{{t}_{1}^{2}}+\frac{1}{{t}_{2}^{2}}+\frac{1}{{t}_{3}^{2}}）$．
13．质量为0.8kg的物块静止在倾角为30°的斜面上，如图所示．若用平行于斜面底端沿水平方向的力F推物块，F=3N，而物块仍处于静止状态，则物块所受摩擦力的大小为（　　）
A．5 NB．4 NC．3 ND．$\frac{{8\sqrt{3}}}{3}$N
20．阻值为1Ω的电阻上通以交变电流，其i-t关系如图所示，则在0～1s内电阻上产生的热量为（　　）
A．1 JB．1.5 JC．2 JD．2.8 J
10．用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，所用器材如下：
电源E（电动势约为3V，内阻可忽略）
电压表Vl（量程为3V，内阻很大）
电压表V2（量程为3V，内阻很大）
定值电阻R1（阻值为400Ω）
定值电阻R2（阻值为200Ω）
电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）
单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．
（1）请将图乙中的实物按图甲所示的电路进行连线；

（2）开关Sl闭合，将S2拨到1位置，记录电压表Vl示数；再将S2拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表Vl示数相同，记录电阻箱的阻值R如图丙所示，则R=300.0Ω；
（3）根据以上操作可算出未知电阻Rx=2.7×102Ω（结果保留两位有效数字）．
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