题目内容

在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.

(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为      m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
(2) 打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的        两点之间.
(3) 若重力加速度取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m:M=    .

（1）加速度的大小为5.0m/s2
（2）由纸带可知，物体在D4D5区间的速度可能最大；
（3）

解析试题分析：（1）根据，由于 则（2）由纸带可知，物体在D4D5区间的位移最大，则速度可能最大；（3）对小车和重物的整体，解得。
考点：验证牛顿定律的实验。

练习册系列答案
相关题目

某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电上，实验时得到一条纸带如图所示。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下面标明A，第六个点下面标明B，第十一个点下面标明C，第十六个点下面标明D，第二十一个点下面标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC="14.56" cm，CD="11.15" cm，DE="13.73" cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为________ m/s，小车运动的加速度大小为________ m/s2，AB间的距离应为________ cm.(结果均保留三位有效数字)

（1）下图甲螺旋测微器的读数为            mm；图乙中游标卡尺的读数是        cm

（2）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=" 50g" 、m2="150g" ，则（结果均保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v =                 m/s；
②在打下点“0”到点“5”过程中,系统动能的增量△EK =                  J，
系统势能的减少量△EP =            J（计算时g取10 m/s2）。
由此得出的结论:___                   ____。
③若某同学作出v2/2—h图像如图，则当地的重力加速度g =                        m/s2。

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验室备有下列器材选用：
①干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω）；
②电流表G（满偏电流2.0mA，内阻Rg=10Ω）；
③电流表A（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）；
④滑动变阻器R（0～20Ω，10A）；
⑤滑动变阻器（0～300Ω，1A）；
⑥定值电阻R0=999Ω；
⑦开关和导线若干。
某同学设计了如所示的电路进行实验：
（1）在该电路中为了操作方便且能准确地进行测量， 滑动变阻器应选 　 （填写器材前的字母代号“”或“”）； 在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动端c移动至 _ _ （填“a端”、“中央”或“b端”）。
 

（2）根据图（甲）在图（乙）的实物图上连线。
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表G和电流表A的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为：

在图（丙）所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数）。
（4）利用所画图线可求得电源的电动势E=     V，电源的内电阻r =    Ω。（结果要求保留两位小数)

（4分）在“探究速度随时间变化的规律”实验中，某同学用电火花打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。从合适位置开始选取若干计数点ABCDEF如图所示，每相邻两个计数点间有4个点未画出，打点计时器打点时间间隔为0.02s。
 
则打点计时器打D点时小车速度         m/s（保留3位有效数字）；
小车的加速度为              m/s2（保留2位有效数字）

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A.直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B.直流电流表（量程0?3A，内阻约为0.1Ω)
C.直流电流表（量程0?600mA，内阻约为0.5Ω)
D.直流电压表（量程0?15V，内阻约为15kΩ)
E.直流电压表（量程0?5V，内阻约为5kΩ)
F.滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)
实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便能测量多组数据。
①实验中电流表应选用_____，电压表应选用_____ 。(均用序号字母表示）
②请按要求将图中所示的器材连成实验电路。

③某同学通过实验正确做出小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到下图乙所示的电路中，其中电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，此时灯泡的实际功率为________W。(结果保留三位有效数字）

斜拉索桥比梁式桥具有更大的跨越能力，是现代大跨径桥梁的重要结构形式，桥的斜拉悬索主要承受拉力。某校研究性学习小组的同学们很想知道斜拉索桥的悬索能承受的最大拉力，但由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律。

①同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物，来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是：                                                。
②经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案后进行实验。最后实验取得数据如下：
分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量x（单位m）之间遵循的函数关系式是F=                  ；对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度         成正比、与悬索的横截面积        成正比。

图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。
（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d =_____cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt = 2.0×10-2s，则小车经过光电门时的速度为_____m/s；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为_______；

（6分）某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=20Ω）
C．定值电阻R0=100Ω
D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω
E．电源E，电动势E约为4V（内阻不计）
F．电键S及导线若干
（1）根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的，请你在线框内画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。
（2）实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。（用字母表示）

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