题目内容

10．某同学设计了一个探究小车的加速度α与小车所受拉力F及质量M关系的实验，如图为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）

（1）（多选题）关于本实验，下列说法正确的是AB
A．应先接通电源，再释放小车
B．跨过滑轮连接小车的细绳应保持与长木板平行
C．在平衡木板对小车的摩擦力时，应该挂上砝码盘，再将木板垫起适当角度
D．当砝码和砝码盘的总质量m等于小车的质量M时，可以认为细绳的拉力大小等于砝码盘和盘中砝码放入总重力（2）如图丁为某次实验得到的纸带．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点间的距离如图所示．该小车的加速度a=0.20m/s2（结果保留两位有效数字）
（3）保持砝码和砝码盘的质量不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M及对应的$\frac{1}{M}$，数据如下表：
试验次数 1 2 3 4 5
 小车加速度a/（m•s-2） 0.44 0.34 0.27 0.19 0.16
 小车质量M/kg 0.30 0.40 0.50 0.70 1.00
 小车质量倒数$\frac{1}{M}$/kg-1 3.33 2.50 2.00 1.43 1.00
请在坐标纸中画出a-$\frac{1}{M}$图线，并从图线判断小车加速度a与质量M之间应满足反比（选填“正比”或“反比”）关系．
（4）平衡摩擦力后，小车恰好可以做匀速运动．保持小车总质量不变，探究小车的加速度与合外力的关系时，根据计算出的小车加速度a和砝码盘中的砝码总重力F，作出a-F图象，如图丙所示．请说明图线不通过原点主要原因平衡摩擦力过度．

分析 根据实验的注意事项确定正确的选项．根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．根据表格中的数据作出a-$\frac{1}{M}$图线，结合图线确定a与M的关系．

解答 解：（1）A、实验时应先接通电源，再释放小车，故A正确．
B、在实验中，细线的拉力为小车所受的合力，跨过滑轮连接小车的细绳应保持与长木板平行，故B正确．
C、平衡摩擦力时，不需要挂上砝码盘，故C错误．
D、当砝码和砝码盘的总质量m远小于小车的质量M时，可以认为细绳的拉力大小等于砝码盘和盘中砝码放入总重力，故D错误．
故选：AB．
（2）因为连续相等时间内的位移之差△x=0.20cm，根据△x=aT2得，a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.20×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=0.20m/{s}^{2}$．
（3）a-$\frac{1}{M}$图线如图所示，从图线判断小车加速度a与质量M成反比．
（4）由a-F图线可知，当F=0时，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力过度．
故答案为：（1）AB，（2）0.20，（3）如图所示，反比，（4）平衡摩擦力过度．

点评 解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度，以及在作图时注意，偏离比较远的点可以舍去，注意本题中的M和m是表示的谁的质量，不能混淆．

练习册系列答案
相关题目
20．下列说法正确的是（　　）
A．公式E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$中的Q是放入电场中的检验电荷的电量
B．电场中某点的电场强度大，则试探电荷在该点的电场力一定大；磁场中某点磁感应强度大，则电流元在该处受的安培力也一定大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部单位时间内把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
D．电子垂直于电场线射入电场和垂直于磁感线射入磁场中，运动轨迹都会发生偏转
1．一种电池标称电动势为9V，内电阻约50Ω，允许的最大输出电流为50mA．为了较准确地测量这个电池的电动势和内电阻，可以设计出如1图所示的实验电路，已知实验中所使用的电压表内电阻足够大，可以忽略其对电路的影响；图中R为电阻箱，阻值范围为0-999.9Ω，为保护电阻．
（1）实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：
A．10Ω   B．50Ω   C．150Ω   D．500Ω
实验时，R0应选用C较好（填字母代号）．
（2）按照图1所示的电路图，将图2所示的实物连接成实验电路．
（3）在实验中，当变阻箱调到图3所示位置后，闭合开关S，电压表的示数为8.70V，此时通过电阻箱的电流为18mA．（保留2位有效数字）
（4）断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数．多次重复上述操作，可得到多组电压值U 和通过电阻箱的电流值I，利用多次读取和计算出的数据，作出如图4所示的图线．根据图线可知，该电源的电动势E=10.0V，内电阻r=0.50Ω．
18．一长为0.2m的绳子拴着一个质量为1kg的小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动．已知小球1min转了30圈．（小球的半径忽略不计）
（1）求小球做匀速圆周运动的周期T．
（2）求小球做匀速圆周运动的线速度v和角速度ω的大小．
（3）若绳子能承受的最大拉力F=5N．则小球做匀速圆周运的线速度的最大值为多大？
5．如图所示，一根直导线截为两段，一段从中间弯折成两边等长的“∧”型轨道MPN后竖直放置，另-段CD水平靠在轨道上构成“A”型闭合电路．匀强磁场垂直于轨道平面向里，现在拉力F的作用下，使CD从轨道最高点P沿轨道向下匀速运动，设轨道足够长，CD始终与轨道接触良好，则在CD向下运动的整个过程中（　　）
A．C端的电势高于D端
B．CD中的电流越来越大
C．拉力F的功率先变小后变大
D．拉力F做的功与CD的重力做功之和等于电路产生的焦耳热．
15．如表是在测量某电池的电动势和内阻的实验中记录的六组数据．请在直角坐标系中画出U-I图，并根据图象算出待测电池的电动势和内阻．
U（V）1.371.321.241.181.101.05
I（A）0.120.200.310.320.500.57
2．足球守门员在发门球时，将一个静止的足球，以v0=10m/s的速度踢出，守门员踢球的时间（脚与球接触的时间）t1=0.2s，此过程可视为足球做匀加速直线运动，足球离开脚后沿草地做加速度大小a=2m/s2的匀减速直线运动，3s后足球运动导一名后卫队员处，求：
（1）守门员踢足球过程中足球的加速度大小；
（2）足球被踢出后3s内在草地上运动的距离和后卫队员接到球时足球的速度大小．
19．在研究匀变速直线运动规律的实验中，小车拖着纸带运动，每秒50次的打点计时器打出的纸带如图所示．选出A、B、C、D、E共5个记数点，每相邻两个点间还有4个实验点（图中未画出）．以A为起点量出的到各点的位移也标在图上．求：
（1）AE段的平均速度$\overline{v}$=0.19m/s；
（2）C点的瞬时速度vC=0.19m/s；
（3）小车的加速度a=0.2m/s2．
20．在“研究加速度与力、质量的关系”的实验中

（1）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”．这种研究物理问题的科学方法是B
A．建立理想模型的方法　　　B．控制变量法　　　 C．等效替代法　　　D．类比法
（2）研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是D
A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上　
B．每次改变小车质量时，要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（3）某次实验中得到一条纸带，如图1所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与1两点间距离x1=30mm，1与2两点间距离x2=36mm，2与3两点间距离x3=42mm，3与4两点间的距离x4=48mm，则小车的加速度为0.6m/s2．（交流电的频率为50Hz）
（4）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：（小车质量保持不变）
F/N0.200.300.400.500.60
a/m•s-20.100.200.280.400.52
①根据表中的数据在坐标图2上作出a-F图象；
②图线不过原点的原因可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

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