题目内容

20．图甲为“探究加速度与力、质量的实验”装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示．
（1）平衡小车所受的阻力：小车左端不连接盘和重物，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间距相等的点．
（2）本实验中，为了保证小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中重物的质量m应满足的条件是小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的质量．
（3）设打点计时器打出的纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3．a可用s1、s3和△t表示为a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{（5△t）}^{2}}$．

分析 （2）了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量；
（3）应用匀变速运动的推论求出加速度；

解答 解：（2）探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．
（3）根据图乙可知，每5个点取一个计数点，则t=5△t；由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2（5△t）^{2}}$．
故答案为：（2）小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的质量；
（3）$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2{（5△t）}^{2}}$

点评 本题考查了实验注意事项、刻度尺读数、求加速度、求拉力与小车质量问题，知道实验注意事项、实验原理、应用匀变速直线运动的推论、牛顿第二定律即可正确解题．

练习册系列答案
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10．如图所示，有一倾斜放置的传送带，当它未开启时，将一物块自传送带的上端A点由静止释放后，它经t1时间下滑到底端B点，接触面上发热量为Q1；若开启传送带，使之顺时针运行且速度V保持不变，同一物块仍由A点静止释放，若仍能下滑到底端B点，设物块下滑的时间为t2，接触面发热量为Q2，对上述现象的分析和判断，正确的有（　　）
A．传送带顺时针开启时，物块有可能无法下滑
B．物块一定能下滑到B点，且有：t2＞t1、Q2＞Q1
C．物块一定能下滑到B点，且有：t2=t1、Q2＞Q1
D．物块一定能下滑到B点，且有：t2=t1、Q2=Q1
11．为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量．某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球（质量为m）运动来探究这一问题．为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧弹力做功．该同学设计实验如下：

（1）首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d．在此步骤中，目的是要确定物理量弹簧劲度系数k（写出名称及符号），用m、d、g表示为$\frac{mg}{d}$．
（2）接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在光滑桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x，由静止释放弹簧后，小球被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L．小球的初动能Ek1=0，小球离开桌面的动能Ek2=$\frac{mg{L}^{2}}{4h}$，弹簧对小球做的功W=$\frac{mg{x}^{2}}{2d}$（用m、x、d、g表示）．对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”．
8．把一个带正电荷量为3q的金属球A跟同样的但带负电荷量为5q的金属球B相碰，碰后两球带的电荷分别为（　　）
A．A球为+4q，B球为-4qB．A球为+5q，B球为-3q
C．A球为-q，B球为-qD．A球为+q，B球为+q
15．汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示．
（1）画出汽车在0～60s内的v-t图线；
（2）由图象求在这60s内汽车行驶的位移大小．
（3）求出汽车的速度v=10m/s所对应的时刻．
5．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
 
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=3.80 mm；
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△KK=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{b}^{2}}{{t}^{2}}$，系统的重力势能减少量可表示为△KP=mgd-Mgdsinθ，在误差允许的范围内，若△KK=△KP则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2-d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=9.6 m/s2．（计算结果取二位有效数字）
12．以下各选项中，说法有错误的是（　　）
A．重心、合力都体现了等效思想
B．伽利略用小球在斜面上的运动验证了速度与位移成正比
C．有核能释放的核反应就一定有质量亏损
D．比结合能大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
9．关于小孩荡秋千，有下列说法，这些说法正确的是（　　）
A．重一些的孩子荡秋千，它摆动的频率会更大
B．孩子在秋千达到最低处有失重的感觉
C．拉绳被磨损了的秋千，绳子最容易在最低点断
D．这一过程是简谐运动
10．喷墨打印机的简化如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，以相同速度v垂直于电场方向飞入极板间，最终打在纸上，若某段时间内（　　）
A．电势能逐渐增大B．运动轨迹是抛物线
C．运动轨迹与初速度v无关D．比荷相同的微滴轨迹形同

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