题目内容

现要验证“当质量—定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺.

(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):

    ①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t.

    ②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=_________.

    ③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=__________.

    ④改变__________,重复上述测量.

    ⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到—条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这—规律.

(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:

    ①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0.

    ②进行(1)中的各项测量.

    ③计算与作图时用(h—h0)代替h.

    对此方案有以下几种评论意见:

    A.方案正确可行

    B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动.

    C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关

    其中合理的意见是_____________.

(1)②    ③mg    ④斜面倾角(或填h的数值)

(2)C【解析】(1)②小车在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,由s=at2得a=.

③小车在垂直斜面方向合力为零,故小车所受合外力为F合=mgsinθ=mg.

④改变斜面的倾角,或改变高度h,可改变小车所受的合外力,以测定不同倾角时小车的加速度.

(2)小车在斜面上受力如图所示.

因N-mgcosθ=0

f=μN

所以f=μmgcosθ,故小车所受滑动摩擦力是变力.

随θ角变大而减小,故合理的意见是C.

练习册系列答案
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(1)在验证机械守恒定律的实验中,在光滑水平的桌子边缘,放一条铁链,轻轻扰动铁链,使它下滑,在铁链下滑过程中,桌子边缘P点的传感器接收到压力信号,并将其输入计算机,经过处理后画出相应的图象,图(a)为该装置示意图,图(b)为所接收的信号随铁链下落长度变化的图线.
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①由图象可以得出:铁链的长度为
 
m,总质量为
 
kg
②若转化传感器的处理模式,记录铁链下落加速度随下落长度的变化图象,如图(C)所示,由图可知当铁链的Q点(图a)恰好滑离桌边时,铁链的速度为V1=
 
m/s.如果机械能守恒,那么理论上Q点的纵坐标的值应为
 
,速度应为V2=
 
m/s.比较V1、V2的大小,从而判断机械能守恒.
(2)实验室内有一毫伏电压表mV(量程500mV,内阻约500Ω),现要测其内阻RV,实验室还提供下列器材:
干电池E(电动势约3V,内阻较小)        滑动变阻器R1(电阻0-20Ω)
定值电阻R2(电阻为500Ω)               定值电阻R3(电阻为40Ω)
标准电流表精英家教网(量程15mA,内阻约100Ω)  开关S及导线若干
①请你设计一种能尽可能精确地测出毫伏表内阻RV的测量电路,要求在测量中各电表的读数均不小于其量程的
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,画实验电路原理图(标明各元件字母代号).
②写出需要测定的物理量
 
;写出须直接应用的已知物理量
 
.(均用文字和字母表示).
③用这些物理量计算毫伏表mV内阻的表达式为RV=
 
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