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光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就...

光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
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(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是   
(2)为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量    ,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a=   
(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图象.
组别1234567
M/kg0.580.580.580.580.580.580.58
F/N0.100.150.200.250.300.350.40
a/m•s-20.130.170.260.340.430.510.59
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:
   
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项. 该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要. 为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板的左端适当垫高,沙桶的总重力要远小于小车的重力,可使小车的合力近似等于沙桶总重力来测量. 【解析】 (1)设小车的质量为M,沙桶的质量为m,根据牛顿第二定律得: 对m:mg-F拉=ma 对M:F拉=Ma 解得:F拉== 当m<<M时,即当沙桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于沙桶的总重力. 这样做的目的是小车所受合外力大小等于(或约等于)mg. (2)除了测量d、t1和t2之外,还需要测量两光电门之间的距离,v1=,v2=, 加速度的表达式为a==. (3)如下图 (4)从上图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该同学实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分. 故答案为:(1)小车所受合外力大小等于(或约等于)mg (2)两光电门之间的距离, (3)上图 (4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网Ⅰ右图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置.
(1)在验证机械能守恒定律的试验中,没有必要进行的操作是______ 
A.用天平测重物的质量
B.用秒表测重物下落的时间
C.用打点计时器记录重物下落的信息
D.用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz,A、B、C为纸带中选取的三个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=______s,打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=______m/s.(小数点后保留两位有效数字)
(3)由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量(选填“<”,“>”或“=”)
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如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m.两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2.则下列说法中正确的是( )
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A.下滑的整个过程中A球机械能守恒
B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒
C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s
D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为manfen5.com 满分网J
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如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为manfen5.com 满分网,A、B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角θ=30°的斜面上,B悬于斜面之外而处于静止状态.现在向A中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中( )
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A.绳子拉力逐渐减小
B.A对斜面的压力逐渐增大
C.A所受的摩擦力逐渐增大
D.A所受的合力不变
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