摘要： 图8-4-13 如图8-4-13所示.离子源A产生的初速度为零.带电荷量均为e.质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管.垂直射入匀强偏转电场.偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场.经过一段匀速直线运动.垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场．已知HO＝d.HS＝2d.∠MNQ＝90°. (1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ, (2)求质量为4m的离子在磁场中做圆周运动的半径, (3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处.质量为16m的离子打在S2处.S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围． 解析:(1)由 得E0＝U0/d.由tan φ＝.得φ＝45°. (2)由 得R＝2 . (3)将4m和16m代入R.得R1.R2. 由ΔS＝-R1. 将R1.R2代入得ΔS＝4(-1) 由R′2＝(2R1)2+(R′-R1)2.得R′＝R1 由R1<R<R1.得m<mx<25m. 答案: m<mx<25m 图8-4-14
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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，图实－4－13(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)
(1)图实－4－13(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如下表：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 小车加速度a/m·s－2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
| 小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
|
| 4.00 | 3.45 | 3.03 | 2.50 | 2.00 | 1.41 | 1.00 | 0.60 |
请在图实－4－14所示的坐标纸中画出a－图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_______________
一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系．
（1）首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω（如下表），并且根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象
．
（2）通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比．你认为，可以通过进一步的转换，通过绘出
（3）在证实了F∝ω2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图象，他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中，如图乙所示．通过对三条图象的比较、分析、讨论，他们得出F∝r的结论，你认为他们的依据是：
（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r，其中比例系数k的大小为
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| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
| ω/rad?s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
（2）通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比．你认为，可以通过进一步的转换，通过绘出
F与ω2
F与ω2
关系图象来确定他们的猜测是否正确．（3）在证实了F∝ω2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图象，他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中，如图乙所示．通过对三条图象的比较、分析、讨论，他们得出F∝r的结论，你认为他们的依据是：
做一条平行与纵轴的辅助线，观察和图象的交点中力的数值之比是否为1：2：3
做一条平行与纵轴的辅助线，观察和图象的交点中力的数值之比是否为1：2：3
．（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r，其中比例系数k的大小为
0.038
0.038
，单位是kg
kg
．某同学为探究“加速度与物体受力的关系”，设计了如图所示的实验装置：把一端带滑轮的木板平放在水平桌面上，将力传感器固定在小车上，用来测量绳对小车的拉力；小车的加速度由打点计时器打出的纸带测出，已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50Hz．
（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是 ．
A．本次实验中应保持小车和传感器总质量不变．
B．为消除小车与木板之间摩擦力的影响，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙桶的情况下使小车能够静止在木板上．
C．本实验必须满足细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．
（2）如图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.12cm、SAC=8.67cm、SAD=13.65cm、SAE=19.04cm、SAF=24.85cm、SAG=31.09cm．则小车的加速度a= m/s2（结果保留2位有效数字）．
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（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是
A．本次实验中应保持小车和传感器总质量不变．
B．为消除小车与木板之间摩擦力的影响，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙桶的情况下使小车能够静止在木板上．
C．本实验必须满足细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．
（2）如图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.12cm、SAC=8.67cm、SAD=13.65cm、SAE=19.04cm、SAF=24.85cm、SAG=31.09cm．则小车的加速度a=
在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点在图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．经过测量得：d1=3.62cm，d2=8.00cm，d3=13.20cm，d4=19.19cm，d5=25.99cm，d6=33.61cm．（1）计算vF=
0.721
0.721
m/s；（结果保留三位有效数字）（2）物体的加速度a=
0.80
0.80
m/s2；（结果保留两位有效数字）
物理兴趣小组活动中，小红提出如下问题：“电梯上升过程中有什么运动规律？”小明同学决定通过实验来探究这一问题．小明选择了台秤、钩码和停表等仪器进行实验，经过多次仔细的观察和测量，他探究出了电梯上升过程中速度随时间的变化规律（v-t图象），如图所示．
下面是小明的某次实验情况：他将台秤水平放置在电梯内，并把一质量m=0.5kg的钩码放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动经过不间断地运行，最后停在最高层．在整个过程中，他记录下了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如下表所示，但由于疏忽，小明没有记录下13.0～19.0s 时间段内台秤的示数．请通过分析或计算解答下列问题：（设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度g取10m/s2．）
（1）请你根据v-t图象及表格中的数据，判断在0～3.0s、3.0～13.0s、13.0～19.0s时间段内，电梯内的钩码所处的超、失重状态，并将判断的结果填入表格内相应的位置．
（2）在0～3.0s内，钩码的加速度大小是多少？
（3）v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是多少？
（4）电梯在13.0～19.0s 时间段内台秤的示数应该是多少？
| 时间（s） | 台秤示数（N） | 钩码超、失重判断 |
| 电梯启动前 | 5.0 | |
| 0～3.0 | 5.8 | |
| 3.0～13.0 | 5.0 | |
| 13.0～19.0 | ？ | |
| 19.0以后 | 5.0 |