题目内容

确定滑块在运动过程中所受的合外力是“验证牛顿第二定律”实验要解决的一个重要问题.为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起.调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动.
则,滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小______钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”).

【答案】分析:挂勾码时,小车受重力、支持力、拉力、摩擦力而平衡,合力为零;当取下细绳和钩码时,由于滑块所受其它力不变,因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向.
解答:解:挂勾码时,小车受重力、支持力、拉力、摩擦力而平衡,合力为零;当取下细绳和钩码时,由于滑块所受其它力不变,因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向,即滑块所受合外力等于钩码的重力大小.
故答案为:等于.
点评:明确实验原理是解答实验的关键,如本实验中要明确为何要带着钩码让滑块匀速下滑.
练习册系列答案
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(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中,某同学利用如图所示的实验装置,将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上,滑块置于长木板上,并用细绳跨过定滑轮与托盘相连,滑块右端连一条纸带,通过打点计时器记录其运动情况.开始时,托盘中放少许砝码,释放滑块,通过纸带记录的数据,得到图线 a.然后在托盘上添加一个质量为 m=0.05kg 的砝码,再进行实验,得到图线 b.已知滑块与长木板间存在摩擦,滑块在运动过程中,绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和,g取10m/s2,则
①通过图象可以得出,先后两次运动的加速度之比为
 
;
②根据图象,可计算滑块的质量为
 
kg.
(2)某同学用如图所示的实物电路,描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题.
①根据实物图,在答题纸上的虚线框内画出电路图.
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片 p 向 b 端移动,发现“电流表的示数几乎为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为
 
.
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.电流表断路
D.滑动变阻器断路
③根据 I-U 图线,可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为
 
W.
④已知小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω,并且小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k ( 273+t ),k 为比例常数.根据 I-U 图线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为
 
℃.
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