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在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中,保持小车和砝码的总质量不变,测得小车...

在做探究加速度和力、质量的关系的实验中,保持小车和砝码的总质量不变,测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:

F/N

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

a/(m·s2)

0.11

0.19

0.29

0.40

0.51

 

(1)根据表中的数据在下图的坐标系上作出a­F图象_________

(2)图象斜率的物理意义是_______________________________________________

(3)小车和砝码的总质量为________ kg.

(4)图线(或延长线)F轴截距的物理意义是___________________________________

 

(1)见解析 小车和砝码总质量的倒数 1 小车受到的阻力为0.1 N 【解析】 (1)[1]根据所给数据在所给坐标系中准确描点,作出的a­F图象如图所示: (2)[2]根据(1)中图象可知,保持小车和砝码的总质量不变,描述的是小车的加速度a和拉力F的关系图像,根据牛顿第二定律, 得 因此可以判断(1)中图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数; (3)[3]由(1)中图象可得: , 解得: M=1 kg; (4)[4]由a­F图象可知,当力F=0.1 N时,小车开始运动,说明此时小车受到的阻力为0.1 N。  
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考点分析:
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某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下:

1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.

2)将n(依次取n=12345)个钩码挂在轻绳右端,其余N–n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s–t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a

3)对应于不同的na值见下表.n=2时的st图象如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度__________(保留2位有效数字),将结果填入下表.

4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出an图象 ___________.从图象可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比.

5)利用an图象求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m/s2).

6)若以保持木板水平来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项前的标号)

Aan图线不再是直线

Ban图线仍是直线,但该直线不过原点

Can图线仍是直线,但该直线的斜率变大

 

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1验证牛顿第二定律的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是________

A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.

B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.

C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.

2)实验中要进行质量mM的选取,以下最合理的一组是________

AM=200g, m=10 g 15 g 20 g 25 g 30 g 40 g

BM=200 g , m=20 g 40 g 60 g 80 g 100 g 120 g

CM=400 g , m=10 g 15 g 20 g 25 g 30 g 40 g

DM=400 g , m=20 g 40 g 60 g 80 g 100 g 120 g

3)图2是试验中得到的一条纸带, ABCDEFG7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=4.22 cmsBC=4.65 cmsCD=5.08"cmsDE=5.49 cmsEF=5.91 cmsFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 (结果保留2位有效数字).

 

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一质量为M=4kg的长木板在粗糙水平地面上向右运动,在t=0时刻,木板速度为vo=6m/s,此时将一质量为m=2kg的小物块(可视为质点)无初速度地放在木板的右端,二者在0~1s内运动的v-t图象如图所示。己知重力加速度g=10m/s2。求:

   

(1)小物块与木板的动摩擦因数μ1,以及木板与地面间的动摩擦因数μ2

(2)若小物块不从长木板上掉下,则小物块最终停在距木板右端多远处?

(3)若在t=1s,使小物块的速度突然反向(大小不变),小物块恰好停在木板的左端,求木板的长度L

 

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如图所示,与水平面成θ=30°的传送带正以v=3 m/s的速度匀速运行,AB两端相距l=13.5 m.现每隔1 s把质量m=1 kg的工件(视为质点)轻放在传送带上,工件在传送带的带动下向上运动,工件与传送带间的动摩擦因数μ,取g=10 m/s2,结果保留两位有效数字.求:

(1)相邻工件间的最小距离和最大距离;

(2)满载与空载相比,传送带需要增加多大的牵引力?

 

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2010年上海世博会风洞飞行表演上,若风洞内向上的风速、风量保持不变,让质量为m的表演者通过身姿调整,可改变所受向上的风力大小,以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与有效面积成正比,已知水平横躺时受风力有效面积最大,站立时受风力有效面积最小,为最大值的1/8.风洞内人可上下移动的空间总高度为H.开始时,若人体与竖直方向成一定角度倾斜时,受风力有效面积是最大值的一半,恰好可以静止或匀速漂移.现人由静止开始从最高点A以向下的最大加速度匀加速下落,如图所示,经过B点后,再以向上的最大加速度匀减速下落,到最低点C处速度刚好为零,则下列说法中正确的有 ( )

A.人向上的最大加速度是g

B.人向下的最大加速度是g

C.BC之间的距离是H

D.BC之间的距离是H

 

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