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用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律.

①完成平衡摩擦力的相关内容:
(i)取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,________(选填“静止释放”或“轻轻推动”)小车,让小车拖着纸带运动.
(ii)如果打出的纸带如图2所示,则应________(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹________,平衡摩擦力才完成.

②如图3所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm.则打C点时小车的速度为________m/s,小车的加速度是________m/s2.(计算结果均保留三位有效数字)

轻轻推动    减小    间隔均匀    1.24    6.22
分析:平衡摩擦力时轻推小车,若小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度.
解答:①平衡摩擦力时,取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,若小车拖着纸带做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.
从纸带上看出,相等时间内位移越来越大,知小车做加速运动,需减小木板的倾角,直至小车做匀速直线运动,当纸带上打出的点迹间隔均匀,说明小车做匀速直线运动.
②每打5个点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
小车通过C点的速度vc==1.24m/s.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:xCD-xAB=2a1T2
xDE-xBC=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=(a1+a2
解得:a=6.22m/s2
故答案为:①(i)轻轻推动
(ii)减小,间隔均匀;
②1.24,6.22
点评:解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法,纸带的处理.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1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上的点计算出.

①当M与m的大小关系满足
m《M
m《M
时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力.
②在验证牛顿第二定律的实验中,下列做法错误的是
CD
CD

A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮.
C.实验时先放开小车,再接通打点计时器电源.
D.小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出.
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时,探究加速度与所受合力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,两位同学得到的a-F关系分别如图2所示. 其原因分别是
没有平衡摩擦力或
没有平衡摩擦力或
平衡摩擦力不足
平衡摩擦力不足

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?日照一模)(1)某同学在研究“对不同物体做相同功情况下,物体质量与速度的关系”时,提出了以下四种猜想:
A.m∞υ
B.m∞
1
υ

C.m∞υ2
D.m∞
1
υ2

为验证猜想的正确性,该同学用如图1所示的装置进行实验:将长木板平放在水平桌面上,木块固定在长木板一端,打点计时器固定在木块上,木块右侧固定一轻弹簧,用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,打点计时器在纸带上打下一系列点,选取点迹均匀的一部分纸带,计算出小车匀速运动的速度υ1,测出小车的质量m1;然后在小车上加砝码,再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车,计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2,测出小车和砝码的总质量m2:再在小车上加砝码,重复以上操作,分别测出υ3、m3….

①每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是
小车获得相同的动能(弹簧对小车做功相同)
小车获得相同的动能(弹簧对小车做功相同)
;若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响,应进行的实验操作是
垫高木板固定打点计时器的一端,使小车连同纸带一起在木板上匀速运动(平衡摩擦力)
垫高木板固定打点计时器的一端,使小车连同纸带一起在木板上匀速运动(平衡摩擦力)

②某次实验采集的五组数据如表:由表格数据直观判断,明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
;若对某个猜想进行数据处理并作图,画出了如图2所示的图象,则图中的横坐标应是
1
v2
1
v2

m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/(m?s-1 1.000 0.707 0.577 0.500 0..447
(2)冬、春季节降水量少,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出现“咸潮”现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高,电阻率变小,水质受到影响.某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极,如图3所示,两电极相距L=0.314m,管内充满待测的河水.安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径,测量结果如图4所示.
为测管内河水电阻供选器材有:
电压表V1:量程15V,内阻约30kΩ
电压表V2:量程3V,内阻约10kΩ
电流表A1:量程0.6A,内阻约0.5Ω
电流表A2:量程150mA,内阻约10Ω
滑动变阻器甲:最大值为10Ω,额定电流足够大
滑动变阻器乙:最大值为1kΩ,额定电流足够大
电源E1:电动势15V,内阻6Ω
电源E2:电动势3V,内阻2Ω
开关、导线若干.
该同学选用以上部分器材测出了9组数据,并在坐标系中标出,如图5所示.
①据图(2)读出玻璃管的内径d=
6.70
6.70
mm.
②实验时,所选用的电压表为
V1
V1
(填“V1”或“V2”),所选用的电流表为
A2
A2
(填“A1”或“A2”),所选的滑动变阻器为
(填“甲”或“乙”),所选的电源为
E1
E1
(填“E1”或“E2”).
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某同学利用如图1所示的实验装置来“验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒”.
①请完善以下实验步骤:
a.用游标卡尺测遮光条的宽度,多次测量取平均值L;
b.实验时,先接通气源,再调节气垫导轨,使导轨处于水平位置;
c.将滑块从图示位置由静止释放,读出遮光条通过光电门的时间△t;
d.计算出滑块通过光电门的速度v=
 
(用上述测量出的物理量表示).
②实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、
 

 
(用文字说明和相应字母表示).
③本实验通过比较
 
 
,在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.
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(2)某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ);     电流表(量程300μA,内约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A);              电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图3所示.
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根据以上所述请回答下面的问题:
①玻璃管内径d=
 
mm.
②请在图2中补画出未连接的导线.
③根据表数据在图4坐标中已描点,请作出U-I图象,由图象求出电阻R=
 
Ω(结果保留2位有效数字).
④计算该导电溶液的电阻率表达式是:ρ=
 
 (用R、d、L表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?湖北模拟)某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,用如图1所示电路进行测量.两电极相距L=0.700m,其间充满待测的自来水.图中器材如下:

电压表(量程15V,内阻约30kΩ)、电流表(量程300μA,内阻约50Ω)、滑动变阻器(100Ω,1A)、电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω)、单刀单掷开关一个、导线若干.
表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
根据以上材料请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为
3.075
3.075
cm;
(2)根据表1数据在图3坐标中作出U-I图象,根据图象求出电阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω;
(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
,测量值为
49
49
Ω?m(保留两位有效数字);
(4)请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图.

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科目:高中物理 来源:2013年山东省日照市高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

(1)某同学在研究“对不同物体做相同功情况下,物体质量与速度的关系”时,提出了以下四种猜想:
A.m∞υ
B.
C.m∞υ2
D.
为验证猜想的正确性,该同学用如图1所示的装置进行实验:将长木板平放在水平桌面上,木块固定在长木板一端,打点计时器固定在木块上,木块右侧固定一轻弹簧,用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,打点计时器在纸带上打下一系列点,选取点迹均匀的一部分纸带,计算出小车匀速运动的速度υ1,测出小车的质量m1;然后在小车上加砝码,再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车,计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2,测出小车和砝码的总质量m2:再在小车上加砝码,重复以上操作,分别测出υ3、m3….

①每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是______;若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响,应进行的实验操作是______.
②某次实验采集的五组数据如表:由表格数据直观判断,明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的______;若对某个猜想进行数据处理并作图,画出了如图2所示的图象,则图中的横坐标应是______.
m/kg0.100.200.300.400.50
v/1.0000.7070.5770.5000..447
(2)冬、春季节降水量少,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出现“咸潮”现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高,电阻率变小,水质受到影响.某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极,如图3所示,两电极相距L=0.314m,管内充满待测的河水.安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径,测量结果如图4所示.
为测管内河水电阻供选器材有:
电压表V1:量程15V,内阻约30kΩ
电压表V2:量程3V,内阻约10kΩ
电流表A1:量程0.6A,内阻约0.5Ω
电流表A2:量程150mA,内阻约10Ω
滑动变阻器甲:最大值为10Ω,额定电流足够大
滑动变阻器乙:最大值为1kΩ,额定电流足够大
电源E1:电动势15V,内阻6Ω
电源E2:电动势3V,内阻2Ω
开关、导线若干.
该同学选用以上部分器材测出了9组数据,并在坐标系中标出,如图5所示.
①据图(2)读出玻璃管的内径d=______mm.
②实验时,所选用的电压表为______(填“V1”或“V2”),所选用的电流表为______(填“A1”或“A2”),所选的滑动变阻器为______(填“甲”或“乙”),所选的电源为______(填“E1”或“E2”).
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图.

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