【题目】如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为m1,小车和砝码的质量为m2,重力加速度为g.
(1)下列说法正确的是____.
A.每次在小车上加减砝码时,应重新平衡摩擦力
B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远小于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a﹣1/m2图象
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,测得F=m1g,作出a﹣F图象,他可能作出图2中______(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______.
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.钩码的质量太大 D.所用小车的质量太大
(3)实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,若轨道水平,他测量得到的1/m2﹣a图象,如图3.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数μ=______,钩码的质量______.
【答案】 D 丙 C b/(gk) 1/(gk)
【解析】(1)A、每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面向下的分量等于小车所受的滑动摩擦力,即mgsinθ=μmgcosθ,故不需要重新平衡摩擦力,故A错误;
B、实验时,应先接通电源待打点稳定后再释放小车,这样可以充分利用纸带,故B错误;
C、只有当钩码的质量m1应远小于小车和砝码的质量m2时,可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力,故C错误;
D、由牛顿第二定律,得,则a与成正比,在用图象探究加速度与质量关系时,应作图象,故D正确;
故选D;
(2) 实验时没有平衡摩擦力,a-F图象在F轴上有截距,由图2所示图象可知,图象应该是丙,此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是钩码的质量太大,不满足钩码的质量m1应远小于小车和砝码的质量m2;
(3) 由牛顿第二定律可得,化为,则有, ,解得钩码的质量,小车与木板间的动摩擦因数;
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【题目】如图所示,带正电的粒子以一定的速度v沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间距为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t,则( )(不计粒子的重力)
A. 在前时间内,电场力对粒子做的功为
B. 在后时间内,电场力对粒子做的功为
C. 在粒子下落前和后的过程中.电场力做功之比为1:2
D. 在粒子下落前和后的过程中.电场力做功之比为1:1
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【题目】在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示,某时刻在xOy平面内的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y轴负方向、电场强度为E的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从M点以速度v0沿垂直于y轴方向射入该匀强电场中,粒子仅在电场力作用下运动到坐标原点O且沿OP方向进入第Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点O时撤去匀强电场(不计撤去电场对磁场及带电粒子运动的影响),粒子经过原点O进入匀强磁场中,并仅在磁场力作用下,运动一段时间从y轴上的N点射出磁场。已知OP与x轴正方向夹角α=60°,带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计,求:
(1)M、O两点间的电势差U;
(2)坐标原点O与N点之间的距离d;
(3)粒子从M点运动到N点的总时间t。
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【题目】如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电量为q、质量为m的带正电的粒子,在-x轴上的点a以速率v0,方向和-x轴方向成60°射入磁场,然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c点时速度大小为 v0.不计粒子重力.求
(1)磁感应强度B的大小
(2)电场强度E的大小.
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【题目】如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量为e、质量不同的正离子被电压为U1的加速电场加速后进入一电容器中,电容器两极板之间的距离为d,电容器中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场和匀强电场。正离子能沿直线穿过电容器,垂直于边界MN进入磁感应强度大小也为B的扇形匀强磁场中,∠MNQ=90°。(不计离子的重力)求:
(1)求质量为m的离子进入电容器时,电容器两极板间的电压U2;
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上正离子的质量范围。
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【题目】如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则( )
A.a点与c点线速度大小相等
B.a点与d点角速度大小相等
C.a点与b点向心加速度大小相等
D.四点中,向心加速度最大的是b点
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【题目】如图所受向心力演示仪,在探究向心力公式的实验中,为了探究物体质量、圆周运动的半径、角速度与向心力的关系,运用的物理科学方法是_________法;现将小球分别放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大小与圆周运动的半径的关系,做法正确的是:在小球运动的角速度_________(选填“相等”或“不相等”)的情况下,用质量________(选填“相同”或“不相同”)的钢球做实验。
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【题目】为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图1所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量.(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作是_____.(多选)
A.用天平测出砂和砂桶的质量.
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力.
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,同时记录弹簧测力计示数.
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带.
E.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)该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2(结果保留两位有效数字).
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a﹣F图象是一条直线,求得图线的斜率为k,则小车的质量为_____.
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【题目】某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,记录小车运动情况的一条纸带如图甲所示.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻的计数点间的时间间隔为T=0.1s
(1)试计算B、C、D各点的瞬时速度:vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s.
(2)在图乙所示的坐标系中,作出小车的vt图象,并根据图象求出小车的加速度a= m/s2.
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