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【題目】探究加速度與力、質量的關系實驗中,某同學使用了如圖所示的裝置,打點計時器的打點頻率為50Hz。小車的質量為M,沙桶和沙子的質量為m.

1)圖乙是實驗中得到的一條紙帶,A、BC、D、EF、G7個相鄰的計數點,相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數點之間的距離分別為:sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cmsDE=5.49cm、sEF=5.91cmsFG=6.34cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則a=_______m/s2,vB=______m/s。(保留二位有效數字)

2)某同學在另一次實驗中,用沙桶和沙子的重力表示對小車的拉力F,通過數據的處理作出了aF圖象,如圖所示,則:

①圖中的直線不過原點的原因是________________________

②此圖中直線發生彎曲的原因是_______________________;

③在這個實驗中采用的探究方法是__________________________________。

【答案】 實驗前木板右端墊得過高,平衡摩擦力過度 隨著F的增大不再滿足沙桶質量遠小于小車質量,即 控制變量法

【解析】

1[1][2]由題意可知,相鄰計數點之間的時間間隔,根據勻變速直線運動的知識可知,A、C兩點的過程中小車的平均速度即為B點的瞬時速度,即

由逐差公式可得:

2)①[3]圖中當時,.也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高,平衡摩擦力過度;

[4]此圖中直線發生彎曲的原因是隨著F的增大不再滿足沙桶質量遠小于小車質量,即;

[5] 在這個實驗中采用的探究方法是控制變量法。

練習冊系列答案
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【題目】某同學在學習了牛頓運動定律后,利用彈簧設計了如圖所示的豎直加速度測量儀,可以用來測量某升降裝置豎直上下運行時的加速度。一根輕彈簧上端固定在小木板上,旁邊附有標尺。將重力為0.8N的小球P掛在彈簧下端,靜止時指針指向刻度B處,當懸掛重力為1.0N的小球Q時,將靜止時指針所指的刻度標記為0。小球Q與彈簧、木板、標尺共同組成豎直加速度測量儀。取重力加速度g=10m/s2。

1)在某次測量中,彈簧的指針恰好指向位于刻度B處。求此時小球Q受到的彈力大小、小球Q加速度的大小和方向

2)當指針位于刻度F時,求此時小球Q受到的彈力大小、小球Q加速度的大小和方向。

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【題目】如圖(a)所示,一只小鳥沿著較粗的樹枝從A緩慢移動到B,將該過程抽象為質點從圓弧A點移動到B點,如圖(b)。以下說法正確的是( 。

A. .樹枝對小鳥的彈力減小

B. 樹枝對小鳥的合力減小

C. 樹枝對小鳥的摩擦力減小

D. 樹枝對小鳥的摩擦力增大

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【題目】如圖所示,木板靠墻放在光滑水平面上,A靠墻放在C上,BA放在C上,A、B可視為質點,A、BC之間的動摩擦因數均為μ=0.1,mA=3kg、mB=1kgmC=2kg、木板長L=3.5m,AB之間有少量TNT炸藥,爆炸后(AB、C質量不變)有E=6J能量轉化為A、B的動能,A獲得動能后立刻與墻壁發生彈性碰撞,重力加速度g=10m/s2

(1)求爆炸后瞬間,A、B各自的速度大小;

(2)求最終A、B、C各自的速度;

(3)如果距墻壁x處有一高度低于木板C厚度的障礙物(圖中未畫出)木板C與之碰撞后立即靜止,求B克服摩擦力做功的表達式。

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【題目】如圖甲所示,物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的彈簧,整個系統靜止放在光滑水平地面上,其中A物塊最初與左側固定的擋板相接觸,B物塊質量為4kg,F燒斷細繩解除對彈簧的鎖定,在A離開擋板后,B物塊的vt圖如圖乙所示,則可知( 。

A.物塊A的質量為2.5kg

B.物塊A的質量為2kg

C.從開始到A離開擋板過程中彈簧對A的沖量為0

D.A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為6J

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【題目】某同學利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律,所用裝置如圖甲所示。A、B為兩個光電門,與安裝在底座上的彈射裝置在同一豎直線上。

(1)該同學用螺旋測微器測量小球的直徑,讀數如圖乙所示,小球直徑__________cm。彈射裝置將小球豎直向上拋出,先后通過光電門AB,計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為,由此可知小球通過光電門AB時的速度分別為vA、vB,其中vA=___________m/s(保留3位有效數字);

(2)用刻度尺測出光電門A、B間的距離h,已知當地的重力加速度為g,只需比較__________(用題目中涉及的物理量符號表示)是否相等,就可以驗證機械能是否守恒。

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【題目】汽車從車站由靜止出發沿直線行駛,速度達到.其運動過程的速度-時間圖像如圖所示,則在這段時間里關于汽車運動的下列說法中正確的(

A. 汽車運動的加速度越來越大

B. 汽車的加速度方向與速度方向相同

C. 汽車在內的位移有可能為

D. 汽車在內的平均速度不小于

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【題目】在用單擺測量重力加速度的實驗中,下列說法正確的是 。

A.盡量選擇質量大、體積小的擺球

B.用刻度尺測量擺線的長度,將其作為單擺的擺長

C.為方便測量,可以讓單擺的振幅盡可能大

D.釋放擺球,當擺球經過平衡位置開始計時,記下擺球做50次全振動所用的時間t,則單擺的周期T=

E.測量多組擺長和對應的周期T,分別以T2為縱坐標和橫坐標,作出函數圖像,根據直線的斜率求出重力加速度g

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【題目】為了測定粒子放射源向外輻射出粒子速度的大小,設計和安裝了如圖所示的裝置。從帶有小孔的放射源中均勻地向外輻射出平行于y軸的、速度一定的粒子(質量為m,電荷量為),F讓其先經過一個磁感應強度為、區域為半圓形的勻強磁場,經該磁場偏轉后,粒子恰好從一半圓形磁場區域的圓心處射出磁場,沿軸進入右側的平行板電容器板上的狹縫,并打到置于板上的熒光屏上,此時通過顯微鏡頭可以觀察到屏上出現了一個亮點。閉合電鍵后,調節滑動變阻器的滑動觸頭當觸頭位于滑動變阻器的中央位置時,通過顯微鏡頭看到屏上的亮點恰好消失。已知電源電動勢為,內阻為,滑動變阻器的總阻值。

1)求平行板電容器兩板間的電壓粒子從放射源中射出時速度的大;

2)求該半圓形磁場區域的半徑;

3)若平行板電容器兩極板間的距離為,求粒子在磁場中和電場中運動的總時間。

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