题目内容

5．某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验．如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d=cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t，则小车经过光电门时的速度（用题中的字母表示）为$\frac{d}{△t}$．
（2）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系．处理数据时应作出v2-m（选填“v-m”或“v2-m”）图象（不计水平轨道对小车的阻力，保证每次实验时小车质量比重物质量大许多）．

分析 （1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．
（2）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as=$\frac{2gs}{M}$m，可知画出v2-m图象可以直观的得出结论．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，
所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm；
数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，
用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v=$\frac{d}{△t}$
（2）每次小车都从同一位置A由静止释放，测出小车上遮光条通过光电门时的速度v，在小车质量M远远大于重物的质量m时，小车所受拉力可认为等于mg，
由v2=2as，mg=Ma可得v2=$\frac{2gs}{M}$m，即v2与m成正比，
因此处理数据时应作出v2-m图象．
故答案为：（1）1.050，$\frac{d}{△t}$；（2）v2-m．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

练习册系列答案
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15．在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内物体保持静止状态．若力F1、F2随时间的变化如图所示．则物体（　　）
A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
D．在第5s末加速度为零，运动方向与F1方向相反
16．甲、乙两位同学要测量一未知电阻Rx的阻值（阻值约1kΩ），实验室提供的器材如下：
A．待测电阻Rx
B．电源E：电动势约为3V
C．电流表A1：量程为5mA，内阻r1不超过10Ω
D．电流表A2：量程为1mA，内阻r2为50Ω
E．滑动变阻器R：最大阻值为50Ω
F．电阻箱R′：阻值0～9999.9Ω
G．开关、导线若干
（1）由于没有电压表，甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3V的电压表，则电流表A2应与电阻箱串联（填“串联”或“并联”），电阻箱的阻值应为2950Ω．
用表示A2改装后的电压表，在测量Rx的如图1实验电路中误差较小的是B．

（2）为测量电阻Rx，乙同学设计了如图2电路，实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定，无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小．他的操作步骤如下：
A．将滑动变阻器的滑片P放在最左端，闭合开关S；
B．将电阻箱的阻值调节到零，调节滑动变器，使电流表A2的指针达到满偏；
C．保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱，使电流表的指针达到半偏；
D．读出电阻箱的示数，记为R0；
E．断开开关，整理器材．
请你根据已知量与测量量，写出待测电阻Rx的表达式RX=R0-r2．该测量值与真实值相比偏大（填“偏大”或“偏小”）．
13．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（　　）
A．三个等势面中，c的电势最高
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
20．如图所示，三个电阻的阻值分别为：R1=4Ω、R2=24Ω、R3=8Ω，电容器的电容为：C=1μF，电路两端的电压为：U=12V，当电路两端撤去电压后流过电阻R2的电量是多少？
10．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来两个带电小球A、B，左边放一个带正电的固定球Q时，两悬线都保持竖直方向，关于A、B所带电荷的电性及电荷量关系，下面说法中正确的是（　　）
A．A带正电，B带正电，并且A带电荷量较大
B．A带负电，B带正电，并且A带电荷量较小
C．A带负电，B带正电，并且A带电荷量较大
D．A带正电，B带负电，并且A带电荷量较小
17．为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”，某同学设计了如图1所示的实验装置，图中打点计时器的交流电源频率为f=50Hz．

（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：取下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔基本相等或均匀的点；
②按住小车，挂上小吊盘在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1，s2，…，求出与不同m相对应的加速度a；
⑥以砝码的质量m为横坐标，$\frac{1}{a}$为纵坐标，在坐标纸上作出$\frac{1}{a}$-m关系图线．
（2）完成下列填空：
①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和m1与小车和砝码总质量m2，应满足的条件是m1＜＜m2（用m1、m2表示）；
②图3为用米尺测量某一纸带的情况，a可用s1、s3和f表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50}$f2，由图可读出s1、s2、s3，代入各数据，便可求得加速度的大小；
③图2为在满足①所得实验图线的示意图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，小车空车质量m0为$\frac{b}{k}$．
14．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则错误的是（　　）
A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小
C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零
15．让小球从斜面的顶端滚下（图中标出了不同时刻小球沿斜面滚下的位置），相邻位置所用的时间为0.1s，试粗略计算：
（1）小球在A点和B点的瞬时速度；
（2）小球运动的加速度．

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