题目内容

16．在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”实验中．
（1）某学生根据实验数据作出了如图1所示的a-F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能有AD．
A．在平衡摩擦力时，木板一端垫起的高度偏大
B．在平衡摩擦力时，木板一端垫起的高度偏小
C．盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M
D．盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M
（2）某同学得到如图2所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，D点非常模糊，辨识不清，由剩余数据可算出小车的加速度a=3.8m/s2，打点计时器打A点时，小车的速度v=0.45m/s．（保留两位有效数字）．

（3）打点计时器原来使用的交变电流的频率是50Hz，在一实验中交变电流的频率为40Hz而未被发觉，这样计算出的加速度值与真实值相比是偏大．（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

分析 （1）实验前要平衡摩擦力，实验过程中要控制小车质量要远大于盘和重物的质量．
（2）应用匀变速直线运动的推论求出小车的加速度与瞬时速度．
（3）根据加速度的计算公式与题意分析实验误差．

解答 解：（1）由图示a-F图象可知，图象在a轴上有截距，说明小车受到的合力大于拉力，这是由于平衡摩擦力过度，即木板一端垫起的过高造成的；当盘和重物的质量远小于小车质量时可以近似认为小车受到的拉力等于盘和重物的重力，如果盘和重物的质量部远小于小车的质量，则小车受到的拉力明显小于盘和重物的重力，a-F图象发生弯曲，故AD正确，BC错误；故选AD．
（2）由匀变速直线运动的推论有：△x=at2可知，加速度为：a=$\frac{EF-AB+FG-BC}{8{T}^{2}}$=$\frac{EG-AC}{8{T}^{2}}$=$\frac{（0.0800-0.0470）-（0.0210-0.0000）}{8×0.0{2}^{2}}$≈3.8m/s2；

做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打B点时小车的瞬时速度为：vB=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.0210}{2×0.02}$≈0.53m/s，
A点的速度：vA=vB-aT=0.53-3.8×0.02≈0.45m/s；
（3）打点计时器原来使用的交变电流的频率是50Hz，在一实验中交变电流的频率为40Hz，交流电的频率变小，交流电的周期T变大，由a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$可知，所求加速度偏大．
故答案为：（1）AD；（2）3.8；0.45；（3）偏大．

点评 本题考查了实验数据处理，知道实验原理与实验注意事项是解题的关键；实验前要平衡摩擦力，实验过程要保证盘与重物的质量远小于小车的质量；应用匀变速直线运动的特点可以求出加速度与瞬时速度．

练习册系列答案
相关题目
6．某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0．再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1．释放小车，记录小车运动时传感器的示数F2．

（1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a=0.16m/s2．
（2）同一次实验中，F1＞F2（选填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图1．不计纸带与计时器间的摩擦．图象中F是实验中测得的D．
A．F1　　 B．F2　　 C．F1-F0　   D．F2-F0
（4）关于该实验，下列说法中正确的是D．
A．小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量
B．实验中需要将长木板右端垫高
C．实验中需要测出小车和传感器的总质量
D．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．
7．如图所示，一足够长的光滑斜面AB的倾角为θ=30°，与水平面BC连接，质量m=2kg的物体置于水平面上的D点，D点距B点d=7m，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，当物体受到一水平向左的恒力F=8N作用t=2s后撤去该力，不考虑物体经过B点时的磁撞损失，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）撤去拉力F时物体的速度大小．
（2）物体从D点出发到第二次经过B点所需时间．
4．小叶同学利用图甲装置来探究加速度与力、质量之间的定性关系．

（1）他安装仪器后，准备开始测量实验数据时的状态如图甲所示，从图片上看，你觉得他在开始正确测量前必须得修正哪几个方面的问题？（请写出两点）①长木板的右端没被垫高（没有平衡摩擦力）②细线没有与板面平行；小车未靠近打点计时器
（2）修正后，小叶同学就开始实验测量，他所接的打点计时器的电源档位如图乙所示，则他所选的打点计时器是电磁（填“电火花”或“电磁”）打点计时器．
（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz．，图丙是小叶同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=$\frac{{s}_{3}^{\;}+{s}_{4}^{\;}-{s}_{1}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{100}{f}_{\;}^{2}$．

根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度a大小为0.60m/s2（结果保留两位有效数字）
（4）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图丁所示），此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C
A．小车与轨道之间存在摩擦       B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大            D．所用小车的质量太大．
11．A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是（　　）
A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定等量同种电荷
C．C点的电势比D点的电势大D．C点的电场强度比D点的电场强度大
1．如图所示，空间中有一静电场，在x轴上场强随位置x的变化规律为E（x）=-kx，其中k为大于0的常数，单位为V/m2，x的单位为m．有一带正电的试探电荷在x=0.4m处由静止释放．若不考虑其它力的作用．则试探电荷（　　）
A．在x=0.4m处的电势能最大B．在x=0.4m处的加速度最大
C．释放后将一直沿x轴正方向运动D．释放后将一直沿x轴负方向运动
8．图中的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电势φa=-50V，φb=-20V，则a、b连线中点c的电势φc应为（　　）
A．φc=-35 VB．φc＞-35 V
C．φc＜-35 VD．条件不足，无法判断φc的高低
5．如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点．设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是（　　）
A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少
B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增大
C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增大
D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能减少
6．如图所示，已知一传送带以 v0=5m/s 的速度顺时针转动，传送带长度为s=5.5m，将一质量为m=2kg的物块轻轻放在传送带的底端，物块与传送带之间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{2}$，传送带与水平面之间成30°．
（1）物块运动到顶端B时速度为多大；
（2）物块从底端A运动到顶端B所用的时间为多少；
（3）若传送带仍以5m/s的速度逆时针转动，且物块与传送带之间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{4}$，则物块轻放在传送带顶端B点由静止开始滑下，传送带长度为$\frac{395}{56}$m，其它条件均不变，则到达底端A时所用的时间为多少．

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