题目内容

6．某同学在做“验证牛顿第二定律”实验中：
（1）在闭合电键之前，该同学将实验器材按如图所示组装后，置于水平桌面上．请指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中的两点即可）：
①用的是直流电源；
②木板右端没有垫高．
（2）该同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，$\frac{1}{a}$为纵坐标，在坐标纸上作出$\frac{1}{a}$-m关系图线，图线与纵轴的截距为b，则小车受到的拉力大小为$\frac{M}{b}$．

分析 根据实验的原理和操作中的注意事项确定错误和不妥之处．
由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，结合图线的截距进行求解．

解答 解：（1）实验中操作的错误或不妥之处：1．用的是直流电源；2．木板右端没有垫高；3．小车离打点计时器太远．
（2）根据题意，由牛顿第二定律得：F=（M+m）a，则$\frac{1}{a}=\frac{M}{F}+\frac{1}{F}m$，$\frac{1}{a}$-m关系图线与纵轴的截距为b，则有：$\frac{M}{F}=b$，
解得：F=$\frac{M}{b}$．
故答案为：（1）1．用的是直流电源；2．木板右端没有垫高；3．小车离打点计时器太远；（2）$\frac{M}{b}$．

点评 应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式是求出小车所受合力的关键，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案
相关题目
16．某同学做“测定金属电阻率”的实验
（1）首先用刻度尺测出该电阻丝的有效长度L如图甲，读数为45.0cm
（2）接着用螺旋测微器测得该金属丝的直径d为0.680mm

（3）最后用伏安法测量金属丝的电阻，实验前先用欧姆表粗测其电阻，首先将选择开关放在×10档，接着进行的操作是进行欧姆调零，实验时发现指针偏转角度太大．之后该学生进行正确的操作，指针指示如图丙所示，读数为5Ω．
（4）该实验测金属丝的电阻有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3V，内阻约1Ω）；
B．电流表A1（0～3A，内阻约0.025Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
D．灵敏电流表G（满偏电流100μA，内阻100Ω）
E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A） 
F．滑动变阻器R2（0～100Ω，额定电流0.3A）
G．开关、导线H．待测电阻RxI．电阻箱
①由于没有提供电压表，现将灵敏电流表改装成一个量程为3V的电压表，需要串联（填“串联”或“并联”）一个电阻的阻值为29900Ω
②实验时应选用的电流表为C；滑动变阻器为E（填仪器前面的字母）
③请帮助该同学设计电路图并连接相应的实物图．
（a）根据选用的器材在下面的虚线框中画出电路图，其中改装的电压表直接用V表示；
（b）按电路图在实物图中连接导线，要求实验开始滑动变阻器的滑片处于最右端；

（c）这位同学在其中一次测量过程中，电流表、电压表的示数如图所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为5.2Ω，该测量值小于真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），该误差是由于电压表的分流造成的．

（5）用L、d、U、I表示该金属丝的电阻率ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$
（6）另一位同学直接将一个滑动变阻器R1与电池组串联，想研究电池组的输出功率P随路端电压U、总电流I变化的关系．实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电池组的输出功率P会发生变化，图中的各示意图中正确反映P-U或P-I关系正确的是CD

（7）针对本实验中改装后的电压表一般都要与标准电压表进行校对．现有灵敏电流计和电阻箱，再给你提供一个量程合适的标准电压表V0，一个4V的电池组E，一个最大阻值为1kΩ的滑动变阻器R，开关S及若干导线，请在方框内设计合适的校对电路图，要求电压从零开始校对，并根据电路图连接实物图
17．如图所示为某同学研究远距离输电线电阻对电路影响的模拟电路，T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器，发电机的输出电压恒定不变，变压器的变压比不变，用户的电阻为R0，当滑动变阻器的滑片向左移时，（　　）
A．电流表示数变大B．电压表的示数变小
C．电动机的输出功率变小D．电阳R0消耗的功率变大
14．如图所示为等臂电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为d，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，测量时线圈中先通有如图所示逆时针方向电流I，调节砝码使天平达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使天平达到新的平衡．
（1）试判断磁感应强度B的方向；
（2）请导出用n、m、I、d计算B的表达式．
1．一质点做简谐运动．质点的位移随时间变化的规律如图所示，则从图中可以看出（　　）
A．质点做简谐运动的周期为5sB．质点做简谐运动的振幅为4cm
C．t=3s时，质点的速度为零D．t=3s时，质点沿y轴正向运动
11．在均匀介质中，位于坐标原点O处的波源t=0时刻沿+y方向开始振动，t=2.25s时x轴上0至14m范围第一次出现图示的简谐横波波形，由此可以判断：波的周期为1s，x=30m处质点在0～5s内通过的路程为10m．
18．某同学用如下器材验证动能定理：一端带滑轮的长木板、滑块M、滑块m、轻质挡光片、两个光电门、细绳、游标卡尺、米尺…已知重力加速度为g，且满足M≥m，验证步骤如下：
（i）用游标卡尺测量挡光片宽度，记为d，并将其固定在滑块M上．
（ii）将两个光电门固定于长木板上，并多次测量量光电门之间的距离，求的平均值并记为l
（iii）将长木板不带滑轮的一端垫起，令滑块M由长木板上端滑下，反复调整垫起的高度直至滑块经过两光电门的时间示数相同，并固定垫块的位置．
（iv）细绳的一端系在滑块M上，跨过滑轮连接另一个滑块m，调整滑轮使细绳平行于长木板．
（v）将滑M块置于长木板靠近顶端的某位置，由静止释放，记录挡光片先后经过长木板上端和下端两个光电门的示数，分别记为△t1、△t2
（vi）分析数据和实验误差，验证动能定理
请按要求回答下列问题：
（1）“反复调整垫起的高度直至滑块经过光电门的时间示数相同”，这样的操作结果说明滑块在长木板上做匀速直线运动，这样操作的目的是平衡摩擦力．
（2）用题目中所给字母表示验证滑块M动能定理的关系式mgl=$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△{t}_{2}}）}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△{t}_{1}}）}^{2}$
（3）用测量结果验证动能定理的过程中发现，合力所做的功始终略大于滑块动能变化量，请分析这是什么因素导致的？m的重力总是绳子的拉力．
15．小船渡河，船运动到河中央时，水流速度突然增大，与河水保持正常流速相比较，下列物理量中仍将保持不变的是（　　）
A．小船到达对岸的时间B．小船的速度方向
C．小船的速度大小D．小船到达对岸所发生的位移
16．如图所示是甲、乙、丙三个物体运动的x-t图象，下列说法中正确的是（　　）
A．甲物体做曲线运动
B．丙物体做加速直线运动
C．三个物体在0～t0时间内的平均速率$\overline{V}$甲＞$\overline{V}$丙＞$\overline{V}$乙
D．三个物体在0～t0时间内的平均速度$\overline{V}$甲=$\overline{V}$丙=$\overline{V}$乙

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