题目内容

8．阿特伍德机经常用来测量加速度和验证牛顿第二定律，其结构简化如下：跨过轻定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量相等的物块A和B，当在B物块上附加一小物块C时，该物块即由静止开始加速下落，经一段距离后C落地，B、C间悬线无张力，此后A和B做匀速运动，实验步骤如下，请完成填空：
（1）测出A、B的质量M、C的质量m．
（2）为了求出整体运动的加速度，还需要测量C下落高度h1对应的时间t1，C落地后B下落高度h2对应的时间t2．
（3）若重力加速度用g表示，则用此装置证明牛顿第二定律成立的表达式为：mg=（2M+m）$\sqrt{\frac{2{h}_{1}}{{t}_{1}}}$（用所测字母表示）．

分析 （2）要验证牛顿第二定律，必须求出加速度，求加速度还缺少的物理量就是下落高度对应的时间；
（3）根据各物理量之间的关系，求出加速度，再利用牛顿第二定律列式即可．

解答 解：（2）为了求出整体运动的加速度，还需要测量C下落高度h1对应的时间t1，C落地后B下落高度h2对应的时间t2；
（3）由C落地后B下落高度h2对应的时间t2，可得h2=vt2
根据C下落高度h1对应的时间t1
又v=at1；
其中h1+h2=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}+vt$2
则要证明牛顿第二定律有：mg=（2M+m）a
即mg=（2M+m）$\sqrt{\frac{2{h}_{1}}{{t}_{1}}}$
故答案为：（2）时间t1；时间t2； （3）mg=（2M+m）$\sqrt{\frac{2{h}_{1}}{{t}_{1}}}$．

点评 解决本题的关键明确实验的原理，分析实验方法，掌握整体法和隔离法在牛顿第二定律中的运用．

练习册系列答案
相关题目
17．氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．氧气的内能较大B．氢气的内能较大
C．两者内能相等D．氢气分子的平均速率较大
18．在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，关于地球同步卫星下面的说法中正确的是（　　）
A．它们一定位于地球赤道的上空，离地心的距离相同
B．它们的线速度，角速度，向心加速度大小一定相同
C．它们受到地球的万有引力一定相同
D．它们可能经过北京的上空
15．已知月球和同步卫星的公转周期之比为k，月球和地球同步卫星绕地球运动的轨道都视为圆，则下列说法正确的是（　　）
A．月球和地球同步卫星的角速度之比为k-1
B．月球和地球同步卫星的向心加速度之比为k${\;}^{-\frac{1}{3}}$
C．月球和地球同步卫星的线速度之比为k${\;}^{\frac{1}{3}}$
D．月球和地球同步卫星的轨道半径之比为k${\;}^{\frac{1}{2}}$
3．一质量为m=2kg的滑块静止在水平面上，滑块与水平面间的摩擦因数为μ=0.5，现以如图方式施加水平力F1=1N，求滑块受到地面的摩擦力的大小与方向？

变式训练：
（1）若滑块受到水平向左的力F2为16N，求滑块受到地面摩擦力的大小与方向？
（2）如图2，若滑块在仅在推力F作用下沿水平面运动，F与水平方向的夹角为θ，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，则木箱受到的摩擦力为多大？
（3）如图3所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为θ时，木块刚好沿长木板匀速下滑，求木块和木板之间的动摩擦因数．
（4）通过以上题目总结：
?滑动摩擦力公式中FN的准确含义：正压力，即垂直于接触面的压力
?判断静摩擦力方向的方法（两个方法）：根据沿接触面的外力的方向来判断；根据相对运动趋势的方向判断
?计算滑动摩擦力大小的方法（两个方法）：f=μFN；根据受力分析利用共点力的平衡求解．
13．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F，通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．

（1）图线①（填“①”或“②”） 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；
（2）在轨道水平时，小车运动的阻力Ff=0.5N；
（3）图（b）中，拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是C．
A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动
B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量
C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力
D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验．
20．关于振动和波动，下列说法正确的是（　　）
A．因为单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关只与摆长有关，所以弹簧振子的做简谐运动的周期与振子的质量也无关只与弹簧的劲度系数有关
B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象
C．在波的干涉中，振动加强的点位移不一定最大
D．对于2016年发现的引力波，若能够观察到引力波偏振现象，则说明引力波是横波
E．只有纵波才能观察到多普勒效应，横波不能观察到多普勒效应
17．在实验室进行“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）．如图甲所示：

（1）M、N、P三个光学元件依次为A
A．滤光片、单缝片、双缝片             B．双缝片、滤光片、单缝片
C．单缝片、双缝片、滤光片             D．滤光片、双缝片、单缝片
（2）对于某种单色光，为增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，可采取的方法有AD
A．减小双缝间距离               B．增大双缝间距离
C．减小双缝到屏的距离           D．增大双缝到屏的距离
（3）一同学在某次实验中，第一次目镜中心刻度线对齐第n条亮纹中心时，螺旋测微器的示数如图乙所示，第二次目镜中心刻度线对齐第（n+10）条亮纹的中心时，螺旋测微器的示数如图丙所示．已知双缝间距d=0.5mm，双缝到屏的距离L=1.0m．则：图丙中螺旋测微器的示数为13.450mm，所测单色光的波长为5.73×10-7m（保留三位有效数字）．
18．下列实验现象，属于电磁感应现象的是（　　）
A．   
导线通电后，其下方的小磁针偏转
B． 
通电导线AB在磁场中运动
C．    
 金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
D．
通电线圈在磁场中转动

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