题目内容
(1)如图1所示,在“共点力合成”的实验中,橡皮条一端固定于P点,另一端连接两个弹簧测力计,分别用F1和F2拉两个弹簧测力计,将这端的结点拉至O点.现让F1大小不变,方向沿顺时针方向转动某一角度,且F1始终处于PO左侧,要使这端的结点仍位于O点,则关于F2的大小和图中的β角,下列情况可能存在的是 .
A.增大F2的同时增大β角B.增大F2的同时减小β角
C.增大F2而保持β角不变D.减小F2的同时增大β角
(2)(I)如图2所示为某同学安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,若在图示状态下开始做实验,请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误: .
(Ⅱ)如图3所示是小车匀变速运动时打出的一条纸带,已知相邻计数点间的时间间隔是t,测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4,为使计算的结果更精确一些,计算加速度平均值的公式应为a= .
(Ⅲ)该同学通过测量,作出a-F图象如图4所示,试分析:
①图象不过原点的原因是: ;②图象上部弯曲的原因是: .

A.增大F2的同时增大β角B.增大F2的同时减小β角
C.增大F2而保持β角不变D.减小F2的同时增大β角
(2)(I)如图2所示为某同学安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,若在图示状态下开始做实验,请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误:
(Ⅱ)如图3所示是小车匀变速运动时打出的一条纸带,已知相邻计数点间的时间间隔是t,测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4,为使计算的结果更精确一些,计算加速度平均值的公式应为a=
(Ⅲ)该同学通过测量,作出a-F图象如图4所示,试分析:
①图象不过原点的原因是:
分析:(1)要使结点O位置不变,应保证合力大小、方向不变,保持F1的大小不变,即要求一个分力大小不变,故根据要求利用平行四边形定则作图可正确分析得出结果.
(2)(I)实验时需要注意的问题我们可以结合实验原理记忆,如为什么平衡摩擦力,小车的质量要远远大于重物的质量,需要选择的仪器是什么等等.
(II)小车做匀加速运动,故纸带上的点迹应距离越来越大,加速度可由匀变速运动的推论:xm-xn=(m-n)at2进行求解.
(III)根据图象,分析误差出现的原因:平衡摩擦力的原因和小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m关系的原因.
(2)(I)实验时需要注意的问题我们可以结合实验原理记忆,如为什么平衡摩擦力,小车的质量要远远大于重物的质量,需要选择的仪器是什么等等.
(II)小车做匀加速运动,故纸带上的点迹应距离越来越大,加速度可由匀变速运动的推论:xm-xn=(m-n)at2进行求解.
(III)根据图象,分析误差出现的原因:平衡摩擦力的原因和小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m关系的原因.
解答:解:(1)对点O点受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,由于O点位置不变,因此橡皮条长度不变,其拉力大小方向不变,F2的大小不变,ob弹簧拉力方向和大小都改变,根据力的平行四边形定则有:

如图1所受示,可以增大F2的同时增大θ角,故A正确;

若如图2变化所受,可以增大F2的同时减小θ角,故B正确;

如图3所受示,可以增大F2而保持θ角不变,故C正确;
同时根据平行四边形定则可知,减小F1的同时增大β角是不能组成平行四边形的,故D错误;
(2):(I)安装仪器时我们需要注意:①平衡摩擦力,将木板一端垫高;②细线与木板平行,保证拉力在小车前进的方向上;③打点计时器需要用交流电源;④释放小车时应让小车从靠近计时器处释放,在纸带上打上尽量多的点;
故错误之处有:①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行
(II)由匀变速运动的推论:xm-xn=(m-n)at2得:
a1═
a2=
a=
=
(III)当F不为零时,物体仍然没有加速度,所以图象不通过原点的原因是:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
设加速度为a:
对小车:F=Ma
对重物:F-mg=ma
联立解得:a=
,所以未满足砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M时,当m逐渐变大时,a逐渐变小,故图象出现弯曲.
所以原因是:未满足砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M
故答案为:(1)ABC
(2)(Ⅰ)①应使用交流电源
②细线要平行于木板
③应将木板右端垫起以平衡摩擦力
④小车应放在靠近打点计时器的左端
(Ⅱ)
(Ⅲ)①没有平衡摩擦力
②为满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车的质量M
如图1所受示,可以增大F2的同时增大θ角,故A正确;
若如图2变化所受,可以增大F2的同时减小θ角,故B正确;
如图3所受示,可以增大F2而保持θ角不变,故C正确;
同时根据平行四边形定则可知,减小F1的同时增大β角是不能组成平行四边形的,故D错误;
(2):(I)安装仪器时我们需要注意:①平衡摩擦力,将木板一端垫高;②细线与木板平行,保证拉力在小车前进的方向上;③打点计时器需要用交流电源;④释放小车时应让小车从靠近计时器处释放,在纸带上打上尽量多的点;
故错误之处有:①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行
(II)由匀变速运动的推论:xm-xn=(m-n)at2得:
a1═
| S3-S1 |
| 2t2 |
a2=
| S4-S2 |
| 2t2 |
a=
| a2+a1 |
| 2 |
| S3+S4-S1-S2 |
| 4t2 |
(III)当F不为零时,物体仍然没有加速度,所以图象不通过原点的原因是:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
设加速度为a:
对小车:F=Ma
对重物:F-mg=ma
联立解得:a=
| mg |
| m+M |
所以原因是:未满足砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M
故答案为:(1)ABC
(2)(Ⅰ)①应使用交流电源
②细线要平行于木板
③应将木板右端垫起以平衡摩擦力
④小车应放在靠近打点计时器的左端
(Ⅱ)
| S3+S4-S1-S2 |
| 4t2 |
(Ⅲ)①没有平衡摩擦力
②为满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车的质量M
点评:明确矢量合成的法则,熟练应用平行四边形定则解题,本题实质上考查了平行四边形定则的应用.
实验时需要注意的问题我们可以结合实验原理记忆,明确实验原理是处理实验题的重中之重,从纸带上求解速度和加速度是处理纸带的两个主要问题,一定要熟练掌握.
实验时需要注意的问题我们可以结合实验原理记忆,明确实验原理是处理实验题的重中之重,从纸带上求解速度和加速度是处理纸带的两个主要问题,一定要熟练掌握.
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |