题目内容

15．利用图1装置可以做力学中的许多实验，
（1）以下说法正确的是BD．
A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
B．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行
C．用此装置“探究加速度a与力F的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力
D．用此装置“探究加速度a与力F的关系”应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
（2）在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图2．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为0.53m/s．（结果保留2位有效数字）

（3）若用图1装置测定某匀变速直线运动的加速度，并得到如图3纸带，从0点开始每5个点取一个计数点，相邻计数点间时间间隔为T，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6，相邻两计数点间的距离分别记作s1，s2，s3，s4，s5，s6，则测匀变速直线运动的加速度a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$．

分析 （1）利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；在探究“小车的加速度a与力F的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论．
（2）根据中间时刻的速度等于平均速度求解A点速度．
（3）根据匀变速直线运动的推论△s=aT2，运用逐差法求解加速度a．

解答 解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误；
B、用此装置“研究匀变速直线运动”时，为了使小车做匀加速直线运动，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行，故B正确．
C、用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度．故C错误．
D、在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，
以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{M+m}$
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．故D正确；
故选：BD．
（2）根据匀变速直线运动的中间时刻速度等于这段时间内的平均速度得：
 vA=$\frac{x}{2T}$=$\frac{21×1{0}^{-2}}{2×0.02}$m/s≈0.53m/s
（3）根据逐差法得：
s4-s1=3a1T2；s5-s2=3a2T2；s6-s3=3a3T2；
匀变速直线运动的加速度为：a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$
联立得：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$
故答案为：（1）BD；（2）0.53；（3）$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$．

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理：匀变速直线运动的推论，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题，知道匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度．明确△s=aT2．

练习册系列答案
相关题目
5．一小组的同学用甲图所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”实验．

①下列说法正确的有D．
A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动
B．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力
C．应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量
D．可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力
②乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分．从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图所示，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a=1.2m/s2．（结果保留两位有效数字）
③某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a．以砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得如图丙所示的a-F图象，则图线不通过坐标原点的主要原因是平衡摩擦力过度．．
6．如图所示，用粗细均匀且直径相同的同种金属导线绕制成匝数分别为n1和n2的两圆形闭合线圈A和B，已知两线圈的半径之比为r1：r2，将它们放在同一匀强磁场中，两线圈平面与匀强磁场的磁感线垂直．当磁感应强度随时间均匀变化时，在相等时间内通过两线圈导线某一截面的电量之比qA：qB为（　　）
A．$\frac{n_1}{n_2}$B．$\frac{n_2}{n_1}$C．$\frac{r_1}{r_2}$D．$\frac{r_2}{r_1}$
3．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下面叙述正确的是BC
A．用天平称出重物的质量
B．选用点迹清晰、特别是第1、2点间距接近2mm的纸带
C．应先通电再释放纸带
D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上
（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交变电流，用分度值为1mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数据中不符合有效数字要求的是25.9cm，应该写成25.90cm．
（3）在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1kg，根据以上数据计算，当打点针打到B点时，重物的重力势能比开始下落时减少了1.73J，这时它的动能是1.70J，由此得到的结论是可见在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒．（g取9.8m/s2，保留三位小数）
10．如图所示，一个质量为m，电荷量+q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，金属板长L，两板间距d，微粒射出偏转电场时的偏转角θ=30°，又接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？
（2）两金属板间的电压U2是多大？
（3）若该匀强磁场的宽度为D，为使微粒不会从磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？
20．一个带电小球从空中的M点运动到N点的过程中，重力做功0.3J，克服电场力做功0.1J．关于小球在M点与N点的能量关系，下列说法正确的是（　　）
A．在M点的动能比在N点小0.2JB．在M点的机械能比在N点大0.1J
C．在M点的重力势能比在N点大0.3JD．在M点的电势能比在N点大0.1J
7．下列关于加速度和速度的说法错误的是（　　）
A．物体运动的加速度等于0，而速度却在增加
B．两物体相比，一个物体的速度变化量大，而加速度却比较小
C．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西
D．物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大
4．图甲为某同学验证机械能守恒的实验装置，图乙是实验得到的一条点迹清晰的纸带，取A、B两点来验证实验，已知打点计时器打点周期为T．

请回答下列问题：
①已知x1、x2，则vA=$\frac{x_1}{2T}$，vB=$\frac{x_2}{2T}$；（用题中所给的符号表示）
②若要验证机械能守恒，必须要测的一个物理量为C
A．重物的质量m        B．A、B的时间间隔t          C．A、B间的距离h
③如满足gh=$\frac{1}{2}$（vB2-vA2），则可验证重物的机械能守恒．
5．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度图象如图所示，在0～t2时间内，下列说法中正确的是（　　）
A．Ⅰ、Ⅱ两个物体在t1时刻相遇
B．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是$\frac{{{v_1}+{v_2}}}{2}$
C．Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
D．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的加速度不断减小

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