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用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物)的质量M不...

用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变,细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a.

(1)为了让细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F,需满足的条件是______

(2)关于实验操作,下列说祛正确的是______

A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行

B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在线的拉力作用下能匀速下滑

C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车

(3)图乙为实验中打出纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点ABCDE,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz,打B点时小车的速度v=___m/s,小车的加速度a=________m/s².(结果保留两位有效数字)

(4)改变细线下端钩码的个数,得到a-F图象如图丙所示,造成图线上端弯曲的原因可能是_____

 

M>>m AD 0.32 0.93 随所挂砝码质量m的增大,不满足M>>m 【解析】 由题中“用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系”可知,本题考查牛顿第二定律实验,根据实验原理和数据处理可分析本题。 (1)[1]因为钩码重力提供的拉力让小车和钩码共同产生加速度,所以有 为了结果准确,应该让小车质量远大于钩码质量,即M>>m; (2)[2]平衡摩擦力时,是小车在不挂钩码时可以匀速下滑,并且每次做实验都不需要再平衡摩擦力,所以选AD; (3)[3]打B点时的瞬时速度,根据公式 解得 [4]小车加速度可以利用公式 解得 (4)改变细线下端钩码的个数,会让钩码质量变大,从而不能满足M>>m,所以会导致图像弯曲。  
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考点分析:
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气垫导轨是一种常用的实验仪器,它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,此时滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.现利用气垫导轨来研究功能关系.如图甲所示,在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧,轨道上有滑块A紧靠弹簧但不连接,滑块的质量为m,重力加速度为g

1)用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度,读数如图乙所示,则宽度d=______cm

2)利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小;某同学打开气源,调节装置,使滑块可以静止悬浮在导轨上,然后用力将滑块A压紧到P点,释放后,滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t,则弹簧对滑块所做的功为____________.(用题中所给字母表示)

3)利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数;关闭气源,仍将滑块AP点释放,当光电门到P点的距离为x时,测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t,移动光电门,测出多组数据(滑块都能通过光电门),并绘出图象.如图丙所示,已知该图线斜率的绝对值为k,则滑块与导轨间的滑动摩擦因数为____________

 

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为了探究加速度a与力F的关系,某小组同学设计了如图甲所示的实验装置,力传感器可测出小车所受拉力大小,小车和力传感器的总质量为M,砂和砂桶的质量为m,滑轮的质量m0.

1)实验时,一定要进行的操作是____

A.用天平测量滑轮的质量m0

B.用天平测出小车和力传感器的质量M

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数

D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

2)丙同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),测得AC长为14.56cm CD长为11.15cmDE长为13.73cm.己知打点计时器采用的是周期为0.02s的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留三位有效数字);

3)丁同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标成一夹角,则图线的斜率k____.(用Mmm0g中的符号表示).

 

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如图所示,在y0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上yh处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y处的P3点。不计重力。求:

电场强度的大小。

粒子到达P2时速度的大小和方向。

磁感应强度的大小。

 

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如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g10m/s2(已知sin37°=0.60cos37°=0.80).求:

1)通过导体棒的电流; 

2)导体棒受到的安培力大小;

3)导体棒受到的摩擦力.

 

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如图所示,AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道,滑块与斜面间的动摩擦因数,BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道,它们相切于B点,C为圆弧轨道的最低点,整个空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E = 4.0×103N/C,质量m = 0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下.已知斜面AB对应的高度h = 0.24m,滑块带电荷q = -5.0×10-4C,取重力加速度g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°=0.80.求:

(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小;

(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力.

 

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