题目内容
20.实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系.计时器接50Hz交流电.(1)下列做法正确的是ADE.(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
E.使砝砝码桶及桶内砝码的总质量应远小于木块和木块上砝码的总质量.
(2)如图2所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小为0.54m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是图3中的图线丙.(选填“甲”“乙”或“丙”)
(4)甲、乙两同学在同一实验室各取一套图示装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图4中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲小于m乙,μ甲大于μ乙.(填“大于”“小于”或“等于”)
分析 (1)实验要保证拉力等于小车受力的合力,要平衡摩擦力,细线与长木板平行;
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,结合作差法,可以求出加速度的大小,从而即可求解
(3)如果没有平衡摩擦力的话,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.
(4)a-F图象的斜率表示加速度的倒数;求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况.
解答 解:(1)A、调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,否则拉力不会等于合力,故A正确;
B、在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,不应悬挂“重物”,故B选项错误;
C、打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块,而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器,故C选项错误;
D、平衡摩擦力后,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ,与质量无关,故通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度,故D正确;
E、要使小车受到的拉力近似等于砝码及桶的重力,实验时应使砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量,故E正确
故选:ADE;
(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2,运用逐差法,
则加速度的大小,得:a=$\frac{{x}_{4}^{\;}+{x}_{5}^{\;}+{x}_{6}^{\;}-{x}_{1}^{\;}-{x}_{2}^{\;}-{x}_{3}^{\;}}{9{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{2.88cm+3.79cm+3.87cm-1.40cm-1.90cm-2.38cm}{9×(0.1s)_{\;}^{2}}$=54cm/s2=0.54m/s2
(3)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况.故图线为丙.
(4)当没有平衡摩擦力时有:F-f=ma,故a=$\frac{1}{m}$F-μg,即图线斜率为$\frac{1}{m}$,纵轴截距的大小为μg.
观察图线可知m甲小于m乙,μ甲大于μ乙;
故答案为:(1)ADE; (2)0.54;(3)丙;(4)小于,大于.
点评 本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验,要明确实验原理,特别是要明确系统误差的来源,知道减小系统误差的方法.
| A. | 先增大,再减小 | B. | 先减小,再增大 | ||
| C. | 先减小再增大,然后再减小 | D. | 先增加再减小,然后再增大,再减小 |
| A. | 小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanβ,杆对小球作用力大于轻绳对小球的作用力 | |
| B. | 小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanβ,杆对小球作用力等于轻绳对小球的作用力 | |
| C. | 小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanα,杆对小球作用力大于轻绳对小球的作用力 | |
| D. | 小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanα,杆对小球作用力等于轻绳对小球的作用力 |
| A. | 通过用电器的电流有效值为20A | |
| B. | 升压变压器的输入功率为4400W | |
| C. | 发电机中的电流变化频率为100Hz | |
| D. | 当用电器的电阻R0减小时,发电机的输出功率减小 |
| A. | 电线OB上的拉力逐渐减小 | B. | 细线OA上的拉力先减小后增大 | ||
| C. | 细线OA上的拉力的最小值为$\frac{1}{2}$G | D. | 细线OA上的拉力的最小值为$\frac{\sqrt{3}}{2}$G |