题目内容

9．为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，一端带有定滑轮的长木板水平放置，长木板上安装两个相距为d的光电门；放在长木板上的滑块通过绕过定滑轮的细线与力传感器相连，力传感器下挂一重物．拉滑块的细线拉力的大小F等于力传感器的示数．让滑块从光电门1处由静止释放，运动一段时间t后，经过光电门2．改变重物质量，重复以上操作，得到表中5组数据
次数a/（m•s-2）F/N
11.00.76
22.00.99
33.01.23
44.01.50
55.01.76

（1）滑块的加速度a=$\frac{2d}{{t}_{\;}^{2}}$（用题中字母表示）
（2）依据表中数据在图坐标纸上画出a-F图象
（3）若牛顿第二定律成立，由图2图象可得滑块质量m=0.25kg，滑块和长木板间的动摩擦因数μ=0.2（取g=10m/s2）．

分析 （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出滑块的加速度；
（2）依据表中数据运用描点法作出图象；
（3）知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解．

解答 解：（1）根据运动学公式d=$\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$得：a=$\frac{2d}{{t}_{\;}^{2}}$．
（2）依据表中数据运用描点法作出图象，如图所示．
（3）根据F-μmg=ma得a=$\frac{F}{m}-μg$，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．
由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=4，所以滑块质量m=0.25Kg，
由图形得，当F=0.5N时，滑块就要开始滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，
而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即：μmg=0.5N，
解得：μ=0.2
故答案为（1）$\frac{2d}{{t}_{\;}^{2}}$；（2）如图所示；（3）0.25，0.2

点评 解决该题关键要掌握牛顿第二定律和运动学公式的应用，运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解．

练习册系列答案
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19．如图所示，两个相距较近的平行金属板A、B相距为d，接在电压为U的电源上．开关闭合时，质量为m的油滴恰好静止在两板间的p点，在保持其他条件不变的情况下，将A板稍稍向下移动一小段距离（未与油滴相碰），以下说法正确的是（　　）
A．油滴将向上运动B．电流计中的电流从a流向b
C．p点的电势降低D．油滴在p点所具有的电势能减少
20．在“测量电阻丝的电阻率”的实验中，
（1）如图，用螺旋测微器测量电阻丝的直径为0.887mm：
（2）先用多用电表×10挡粗测其电阻发现指针偏转角过大，档位调小（填大或小）
（3）测量的阻值比真实的阻值偏小（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
17．如图所示的x-t图象和v-t图象中，给出的四条曲线1、2、3、4，分别代表四个不同物体做直线运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（　　）
A．曲线1表示物体做曲线运动
B．x-t图象中，t1时刻v1=v2
C．v-t图象中0至t3时间内物体的3平均速度小于物体4的平均速度
D．两图象中，t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动
4．在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除直流电源、开关、导线外，还有如下器材可供选择：
A．小灯泡“3V 1.5W”
B．电流表（3A，内阻约0.2Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）
D．电压表（量程3V，内阻约20kΩ）
E．滑动变阻器（0～10Ω、2A）
F．滑动变阻器（0～1kΩ、0.5A）
（1）实验所用到的电流表应选C，滑动变阻器应选E．（填字母代号）
（2）实验要求电表的示数从零开始逐渐增大．请在图1的方框内画出实验电路图．
（3）实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，若将该灯泡接在一电动势为3V、内电阻为2Ω的电源两端，则灯泡消耗的功率为0.88W
14．LED发光二极管具有体积小、亮度高、能耗低、寿命长等诸多优点，已广泛应用于电脑、手机等电子产品中．有一种LED手灯所用发光二极管，它在正常工作时，正向电压约2.8V，电流在10mA左右．现取这样一只发光二极管，要通过测量描绘出它的伏安特性曲线（电压从0到2.8V），提供有下列实验器材：
电源E（电动势为4V，内阻约为2Ω）；
滑动变阻器R0（阻值0～2Ω）；
电流表A1（量程15mA，内阻约为5Ω）；
电流表A2（量程0.6A，内阻约为1Ω）；
电压表V1 （量程3V，内阻约为1kΩ）；
电压表V2（量程15V，内阻约为5kΩ）；
开关及导线若干．
（1）则电流表应选A1，电压表应选V1
（2）请在图1虚框中画出电路图．
（3）若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路．如图2所示，请在图中完成其余的电路连接．
1．某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，实验前调整轨道末端水平，并保证ma＞mb．实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．现假设轨道末端铅垂线的指示位置为O点；a、b球的平均落点如图所示，从左至右分别为A、B、C点，则：验证动量守恒的验证式是ma$\overrightarrow{OB}$=ma$\overrightarrow{OA}$+mb$\overrightarrow{OC}$．（用ma、mb、$\overrightarrow{OA}$、$\overrightarrow{OB}$、$\overrightarrow{OC}$表示  ）
18．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供小灯泡（3.8V，0.3A）、电流表（0～0.5A，内阻约为0.4Ω）、电压表（0～15V，内阻约为20kΩ）以及滑动变阻器（5Ω，2A）等实验器材．
①如果用如图（a）所示的多用电表欧姆挡粗略测量该小灯泡的电阻，应选用的挡位是D．（填选项前面的字母）
A．×1 000    B．×100    C．×10    D．×1
②如果既要满足小灯泡两端电压从零开始连续变化，又要测量误差较小，应从图（b）所示的电路中选择B电路做实验电路．（填对应电路图下面的字母）
13．如图所示，木块m2静止在高h=0.45m的水平桌面的最右端，木块m1静止在距m2左侧s0=6.25m处，现木块m1在水平拉力F作用下由静止开始沿水平桌面向右移动，与m2前瞬间碰撞撤去F，m1、m2发生弹性正碰，碰后m2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s=1.2m．已知m1=0.2kg，m2=0.3kg，m1与桌面的动摩擦因素为0.2．（两木块都可以视为质点，g=10m/s2）
求：（1）碰后瞬间m2的速度是多少？
（2）m1碰撞前后的速度分别是多少？
（3）水平拉力F的大小？

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