【题目】在探究加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出,实验中所使用的电源是50Hz的交流电。
(1)当M与m的大小关系满足__________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
(2)图乙为某次实验得到的纸带,图中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出,根据纸带可计算出纸带所对应小车的加速度a=__________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(3)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度。采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该作a与______的图象。
(4)如图丙所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象,说明实验存在的问题是______。
(5)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a—F图象如图丁所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同__________。
【答案】m远小于M 3.51 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 小车的质量
【解析】
(1)[1] 该实验的研究对象是小车,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远小于M时,即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力。
(2)[2] 相邻两个计数点间有四个点未画出,则T=0.1s,根据公式,加速度为
(3)[3]为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应作出线性关系图线,即作图像。
(4)[4]F不等于零时,加速度仍然为零,知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
(5)[5] a-F图线的斜率表示质量的倒数,图线的斜率不同,则两个同学做实验时的小车质量不同。
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【题目】如图1所示,阻值1.0kΩ的电阻R和二极管并联后与电动势为1.0V的电池E(内阻不计)连接,流过二极管的电流随电压U变化的图像如图2所示,若电池电动势增加,消耗在电阻R上的功率增大一倍,则( )
A.电池电动势等于原来的2倍
B.二极管电阻大于原来的2倍
C.电池输出功率大于原来的2倍
D.通过二极管的电流小于原来的1.5倍
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【题目】国家电网公司推进智能电网推广项目建设,拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器,如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=200(V),电压表、电流表都为理想电表。则下列判断正确的是( )
A. 输入电压有效值为200V,电流频率为50Hz
B. 若变阻器的滑片不动,S由a接到b处,电压表V2和电流表A1的示数都减小
C. S接到a处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电流表的示数都减小
D. S接到a处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电压表示数都增大
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【题目】A、B、C三物块的质量分别为M,m和m0,作如图所示的连接.绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( )
A. 物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g
B. 物块A与B之间有摩擦力,大小为m0g
C. 桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0g
D. 桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g
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【题目】如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14kg的物块B开始时,缸内气体的温度,活塞到缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa,取重力加速度g=10m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求:
(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度;
(2)气体的温度冷却到时B离桌面的高度H。(结果保留两位有效数字)
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【题目】甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程不相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
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【题目】一列横波在x轴上传播,在某时刻波形图如图所示,已知此时质点E的运动方向向下,则
A.此波沿x轴正方向传播B.质点C此时向下运动
C.质点A将比质点B先回到平衡位置D.质点D的振幅为零
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【题目】“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)实验的五个步骤如下:
a.将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上;
b.把细线的一端固定在小车上,另一端通过定滑轮与小桶相连;
c.平衡摩擦力,让小车做匀速直线运动;
d.接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,测出小桶(和沙)的重力mg,作为细线对小车的拉力F,利用纸带测量出小车的加速度a;
e.更换纸带,改变小桶内沙的质量,重复步骤d的操作.
按照实验原理,这五个步骤的先后顺序应该为:________(将序号排序)
(2)实验中打出的某一条纸带如图乙所示.相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2.
(3)利用测得的数据,可得到小车质量M一定时,运动的加速度a和所受拉力F(F=mg,m为沙和小桶质量,g为重力加速度)的关系图象(如图丙所示).拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差.若不断增加沙桶中沙的质量,a-F图象中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的趋向值为_______(用题中出现物理量表示). 为避免上述误差可采取的措施是________:
A.每次增加桶内沙子的质量时,增幅小一点
B.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替沙和小桶的重力
D.在增加桶内沙子质量的同时,在小车上增加砝码,确保沙和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
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【题目】某同学用实验探究摩擦力,他的实验步骤如下:将一质量m=3.75 kg的木块置于水平桌面上,用细绳将木块和弹簧测力计连接起来;沿水平方向拉弹簧测力计,随着拉力逐渐增大,木块由静止开始运动,一段时间后停止拉动;在整个过程中,记下弹簧测力计的示数,将实验得到的数据绘成F-t图像(g取10m/s2)下列有关这个实验的几个说法,其中正确的是
A.木块与桌面间的最大静摩擦力为3N
B.木块受到的最大静摩擦力比滑动摩擦力大
C.木块与桌面间的动摩擦因数为0.08
D.0~6 s内木块一直受到静摩擦力的作用
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