题目内容

9．某实验小组利用如图a所示的实验装置来探究当小车质量M一定时，物体运动的加速度a与其所受外力F之间的关系．

（1）由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24cm，由图b中游标卡尺测得遮光条的宽度d=0.52 cm．该实验小组在做实验时，将滑块从如图a所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1，遮光条通过光电门2的时间△t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$，则滑块的加速度的表达式a=$\frac{{（\frac{d}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{d}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$．（用字母表示）
F（N）0.100.200.300.400.500.600.700.80
a（m•s-2）0.060.110.180.260.300.360.400.43
（2）在本次实验中，实验小组通过改变钩码质量m总共做了8组实验，得到如上表所示的实验数据．请利用表格数据，在如图c所示坐标系中描点做出相应图象．通过分析表中数据后，你得出a-F的图线是否呈线性变化，如果不是请分析其原因：a-F的图线不是一条直线，因为在以增加钩码质量m来增大拉力F的大小时，m越大，M＞＞m的实验条件越难以保证，所以a-F的图线会出现向F轴方向偏的情况．

分析 （1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，遮光条的宽度与遮光时间的比值是滑块的瞬时速度，由匀变速运动的速度位移公式可以求出滑块的加速度；
（2）根据描点法做出图象，根据图象分析原因．

解答 解：（1）由图示游标卡尺可知，主尺的示数为5mm，游标尺示数为2×0.1mm=0.2mm，游标卡尺示数为5mm+0.2mm=5.2mm=0.52cm；
遮光条的宽度与遮光时间的比值是滑块的瞬时速度，所以滑块经过光电门的速度v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$，v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$；
滑块做匀变速直线运动，则v22-v12=2ax，
则加速度a=$\frac{（{\frac{d}{△{t}_{2}}）}^{2}-（\frac{d}{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$，
（2）根据描点法做出图象，如图所示：

a-F的图线不是一条直线，因为在以增加钩码质量m来增大拉力F的大小时，m越大，M＞＞m的实验条件越难以保证，所以a-F的图线会出现向F轴方向偏的情况．
故答案为：（1）0.52；$\frac{d}{△{t}_{1}}$；$\frac{d}{△{t}_{2}}$；$\frac{{（\frac{d}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{d}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$；（2）如图所示；a-F的图线不是一条直线，因为在以增加钩码质量m来增大拉力F的大小时，m越大，M＞＞m的实验条件越难以保证，所以a-F的图线会出现向F轴方向偏的情况．

点评 本题主要考查了同学们分析、处理数据的能力，要求同学们能根据数据得出有用的结论，并能通过作图法验证自己的结论，对游标卡尺读数时要注意先确定游标尺的精度，主尺与游标尺的示数之和是物体的长度，注意游标卡尺不需要估读．

练习册系列答案
相关题目
15．一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为s，充以电荷量Q后，极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（　　）
A．将电压变为一半
B．将所带电荷量变为2Q
C．将极板正对面积变为2S
D．将两极板间充满相对介电常数为2的电介质
16．如图所示，质量为M的斜面体放在粗糙的水平面上，两个质量均为m的小物块A和B，在顶端由静止开始沿光滑斜面下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，斜面体始终保持静止状态．斜面倾角为θ，下列判断正确的是（　　）
A．B对A的支持力为mg
B．B对A摩擦力为mgsinθcosθ
C．地面对斜面体的支持力为Mg+2mgcos2θ
D．地面对斜面体的摩擦力为mgsinθcosθ
17．如图所示，一质量为m的物块以初速度v0从固定斜面体ABC的底端A沿粗糙斜面上滑，刚好能滑到斜面的顶端B，现用平行斜面向上的恒定拉力，将静止斜面底端的该物块拉到斜面的顶端B，到B点时物块的速度也刚好等于v0，则拉力F做的功为（　　）
A．$\frac{1}{4}$${mv}_{0}^{2}$B．$\frac{1}{2}$${mv}_{0}^{2}$C．$\frac{3}{2}$${mv}_{0}^{2}$D．${mv}_{0}^{2}$
4．如图所示，一个质量为m带电量为q的带电小球在水平有界匀强电区域MNPQ的上方，已知匀强电场的场强大小E=$\frac{3mg}{q}$，场强方向竖直向上，MN和PQ是电场边界，相距为d．现由静止释放小球，若小球向下运动恰好不穿出电场区域．求：
（1）小球的释放点离MN的距离；
（2）小球从释放至第二次到达MN的时间．
14．飞机研发离不开各种风洞试验．某次风洞试验简化模型如图所示：在足够大的光滑水平面上，质量m=10kg的试验物块放置在x轴上的A位置（-L，0）．物块用一长度为L=2m的轻质不可伸长的细线拴接，细线固定于水平面上坐标系xOy的原点O．现风洞能沿+x方向持续且均匀产生足够的风力使试验物块受到恒定水平作用力F=100N．在t=0时刻由弹射装置使试验物块获得v0=2m/s的瞬时速度，试验物块运动时可视为质点．试计算：
（1）细线刚拉直时物块的位置坐标值；
（2）拉直前的瞬时，试验物块速度的大小和它与x轴的夹角θ．
（3）物块再次经过x轴时速度V2和此时绳的拉力T．
1．某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：

①备有下列器材：长木板、电磁式打点计时器、低压交流电源、纸带、细绳、小车、砝码、装有细沙小桶、薄木板、天平，还缺少一件必须的器材是天平．
②为了平衡摩擦力，这位同学将小车静止地放在水平长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高（如图乙所示），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，请判断这位同学的操作是不正确．（填“正确”或“不正确”）
③如果这位同学已经正确地平衡了摩擦力，然后不断改变小车的拉力F，得到小车质量保持不变情况下的a-F图线是图丁中的A（填选项代号的字母）．

④该同学得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G纸带上打出的连续7个点，由此可算出小车的加速度a=1.9m/s2．（计算结果保留两位有效数字）
18．一个物体静止在水平地面上，从某时刻开始对该物体施加一竖直向上的拉力，使这个物体从静止开始做匀加速直线运动，经过一段时间撤去该拉力，又经过相同的时间，物体返回到初始位置，物体返回初始位置时具有240J的动能，求：
（1）竖直拉力是重力的多少倍？
（2）撤去这个拉力的时刻，物体具有的动能是多少焦耳？
19．如图甲所示为一斜面 AC，长为L，B为AC的中点，其中AB部分斜面光滑，BC部分斜面粗糙． 现将一小物体（可视为质点）在恒定外力F的作用下从斜面最低点A向上运动，运动到C点的总时间为t0图乙是物体沿斜面上升的动能EK与沿斜面运动位移的关系图象，则下列关于物体速度v与时间t加速度大小a与位移x、加速度大小a与时间t及机械能E与位移x变化关系可能正确的是（　　）
A．B．C．D．

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