题目内容

17．图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）某小组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是C．
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车
D．用天平测出m以及M，小车运动的加速度可直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是C
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）图2 是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为x1=4.22cm、x2=4.65cm、x3=5.08cm、x4=5.49cm、x5=5.91cm、x6=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=0.421m/s2（结果保留3位有效数字）．
（4）该小组同学保持小车以及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系时，由于他们操作不当，这组同学得到的a-F关系图象如图3所示，①图线不过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；②图线上端弯曲的原因是未满足小车质量M远大于沙和沙桶桶质量m．

分析 （1）实验前要平衡摩擦力；实验时要先接通电源然后释放小车；根据打点计时器打出的纸带求出加速度．
（2）重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，要使其对细线的拉力近似等于重力，应该使加速度减小，即重物的质量应该远小于小车的质量．
（3）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度．
（4）实验时要平衡摩擦力，要控制小车质量远大于砂和砂桶的质量，分析图示图象答题．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B、实验前平衡摩擦力后每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C正确；
D、根据打点计时器打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出加速度，故D错误；故选C．
（2）当小车质量远大于砂和砂桶质量时可以近似任务小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力，由数据可C组实验数据合适，故选C；
（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4-}{x}_{1}+{x}_{5}-{x}_{2}+{x}_{6}-{x}_{3}}{9{t}^{2}}$=$\frac{0.0549-0.0422+0.0591-0.0465+0.0634-0.0508}{9×0．{1}^{2}}$≈0.421m/s2；
（4）①恰好平衡摩擦力后小车受到的合力等于绳子拉力，a-F图象过原点，由图示图象可知，a-F图象在F轴上有截距，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
②当小车质量M远大于砂与砂桶质量m时可以近似认为小车受到的合力等于砂与砂桶的重力，当不满足M远大于m时小车受到的拉力明显小于砂与砂桶重力，a-F图象发生弯曲．
故答案为：（1）C；（2）C；（3）0.421；（4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；未满足小车质量M远大于沙和沙桶桶质量m．

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与理解．

练习册系列答案
相关题目
7．如图所示，电源的电动势为E=10V，它的内阻r=1Ω，电阻R1=R2=R3=6Ω，电容器的电容C=150μF．求：
（1）电键S闭合，电路稳定后，电容器所带电荷量Q；
（2）电键S闭合，电路稳定后，再断开电键S后通过R3的电荷量Q’．
8．汽车以36km/h的速度匀速行驶．
（1）若汽车以0.6m/s2 的加速度加速，则10s后速度能达到多少？
（2）若汽车刹车以0.5m/s2的加速度减速，则10s后速度减为多少？
（3）若汽车刹车以2m/s2的加速度减速，则10s后位移是多少？
5．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）
A．带电油滴将沿竖直方向向下运动
B．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
C．带电油滴的电势能将减小
D．P点的电势将降低
12．物体沿直线做单方向的运动，途经直线上的A、B、C三点，经过这三点时的速度分别为vA、vB、vC，则下列说法正确的是（　　）
A．vA、vB、vC越大，则由A到C所用的时间越短
B．经过A、B、C三点时的瞬时速率就是vA、vB、vC
C．由A到C这一阶段的平均速度为$\overline v=\frac{{{v_A}+{v_B}+{v_C}}}{3}$
D．由A到C这一阶段的平均速度越大，则由A到C所用的时间越短
2．下列关于位移和路程的说法中，正确的是（　　）
A．位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量
B．运动物体的路程总大于位移
C．质点做单向直线运动时，其位移就是路程
D．位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线
9．交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快到十字路口时，甲车司机看到黄灯闪烁，3s黄灯提示后将再转为红灯．请问：
（1）若甲车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18m，该甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？
（2）若甲、乙车均以v0=15m/s的速度驶向路口，乙车司机看到甲车刹车后也立即刹车（乙车司机的反应时间△t2=0.4s）．已知甲车、乙车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a1=5m/s2、a2=6m/s2．若甲车司机看到黄灯闪烁时车头距离警戒线L=30m，要避免闯红灯，他的最长反应时间△t1为多少？
（3）满足第（2）问的条件下，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲乙两车刹车前的最小距离s0多大．
6．某同学进行探究小车速度随时间变化的规律的实验：
（1）在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上（填编号，2个）④⑦．
①打点计时器     ②刻度尺    ③低压交流电源      ④低压直流电源     ⑤细绳和纸带      ⑥钩码和小车      ⑦秒表       ⑧一端有滑轮的长木板
（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中得到一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度vA=0.337m/s，小车运动的加速度a=0.393m/s2．（结果保留三位有效数字）
7．如图所示，两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两者重心连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下关于双星的说法中不正确的是（　　）
A．它们做圆周运动的角速度$\frac{{ω}_{1}}{{ω}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$
B．它们做圆周运动的线速度$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$
C．它们做圆周运动的向心力大小相等
D．它们做圆周运动的半径$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$

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