题目内容

17．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图甲所示为实验装置简图．
（1）本实验采用的科学方法是A
A．控制变量法　　　　B．理想实验法　　　C．等效替代法　
（2）实验时，为减小误差，要保证砂和砂桶的质量远小于（填“远大于”，“远小于”或“等于”）小车的质量．
（3）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0，1，2，3，4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，交流电的频率为50Hz，打“3”计数点时小车的速度大小为0.24m/s．

分析 （1）了解实验原理以及控制变量法的具体使用可正确解答；
（2）根据实验原理可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时，可将砂和桶的总重力看作小车的拉力；
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度．

解答 解：（1）在探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，由于变量较多，因此采用的是控制变量法进行实验，即：先保持F不变，验证小车的质量m越小，a越大；再保持 小车的质量m不变，验证 F越大，a越大；故A正确，B、C错误．
故选：A
（2）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力．
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点3时小车的瞬时速度大小．
v3=$\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{（2.20+2.60）×1{0}^{-2}}{2×0.1}$=0.24m/s
故答案为：（1）A；
（2）远小于；
（3）0.24

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．纸带的处理在很多实验中都有涉及，对于速度和加速度的求法一定要牢固掌握．

练习册系列答案
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7．学校足球队进行了一场比赛，守门员小明腾空用双手将以40m/s速度飞来的足球推出，推出时足球的速度大小为30m/s，足球的质量为400g，则小明对足球做的功为（　　）
A．320JB．180JC．140JD．-140J
8．如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点．小球在水平力F的作用下从最低点缓慢地移到图示位置，则此过程中力F所做的功为mgL（1-cosθ）．
5．在某静电场中把一个+q的检验电荷从电场中的A点移到无限远处时，电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能EPA以及电场中A点的电势φA分别为（　　）
A．EPA=W，φA=$\frac{W}{q}$B．EPA=W，φA=-$\frac{W}{q}$C．EPA=-W，φA=$\frac{W}{q}$D．EPA=-W，φA=-$\frac{W}{q}$
12．如图所示，物体 A、B 经无摩擦的定滑轮用细绳连在一起，A 物体受水平向右的力 F 的作用，此时 B 匀速下降，A 水平向左运动，可知（　　）
A．物体 A 做匀速运动B．物体 A 做加速运动
C．物体 A 所受摩擦力逐渐增大D．物体 A 所受摩擦力逐渐减小
2．如图甲所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m、带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，此时速度方向与x轴正方向的夹角为30°．不考虑电子所受的重力．
（1）求电子进入圆形区域时的速度大小和匀强电场场强E的大小；
（2）若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴．求所加磁场磁感应强度B的大小和电子刚穿出圆形区域时的位置坐标；
（3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同．请写出磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的关系表达式．
9．（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图所示的装置．关于平衡摩擦力的操作过程，下列说法中正确的是C

A．应将长木板的左端适当垫高
B．应将小桶通过细线与小车相连
C．应将纸带穿过打点计时器并与小车相连
D．如果小车在长木板上能保持静止，就表明己经平衡了摩擦力
（2）下面有4条用电磁打点计时器（所用的交流电频率为50Hz）打出的纸带1、2、3、4，其中有两条分别是做“探宄小车速度随时间变化的规律”、“验证机械能守恒定律”实验得到的，某同学在每条纸带上取了点迹清晰连续的4个点A、B、C、D，用刻度尺分别测出相邻两个点间距离如表，则：
纸带AB/cmBC/cmCD/cm
11.141.361.58
21.621.721.92
32.102.492.88
43.563.563.56
纸带1通过B点时的速度为0.625m/s （保留3位有效数字）；纸带1_（填“1”、“2”、“3”或“4”）是“探究小车速度随时间变化的规律”实验得到的；纸带3 （填“1”、“2”、“3”或“4”）是“验证机械能守恒定律”实验得到的．
6．如图，有一长为120cm的玻璃棒竖直放置，当红蜡烛从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时，玻璃管水平向右匀速运动，经过30s，红蜡块到达玻璃管的最上端，此过程玻璃管的水平位移为90cm，不计红蜡块的大小，则红蜡块运动的合速度大小为（　　）
A．3cm/sB．4cm/sC．5cm/sD．7cm/s
7．某人以一定的初速度从P点竖直向上抛出一个小球，小球运动时受到的空气阻力大小不变，且与运动方向相反，1s后小球运动到最高点，则又经过1s后（　　）
A．小球恰好经过P点
B．小球的位置在P点下方
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