【题目】图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列_______的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得一条有一系列点的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距.求出与不同m.相对应的加速度.
⑥以砝码的质量m.为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成________关系(填“线性”或“非线性”).
(2).完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_____.
②设纸带上三个相邻计数点的间距为和.可用、和表示为a= _____.
图乙为用米尺测量某一纸带上的、的情况,由图可读出=_____mm,=_____mm.由此求得加速度的大小a=_____.
③图丙为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为_____,小车的质量为_____.
【答案】 间隔均匀 线性 远小于小车的质量 23.9—24.5 47.0—47.6 1.13—1.19
【解析】(1)①在平衡摩擦力时,应小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点,则此时说明小车做匀速运动;⑥由牛顿第二定律:F=ma可知:,在F一定时与m成线性关系;(2)①探究牛顿第二定律实验时,当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力不变.②两个相邻计数点之间还有4个点,打点计时器的打点时间间隔为,计数点间的时间间隔:,由匀变速直线运动的推论:,解得加速度:,根据乙图可知,,,代入解得:,③设小车质量为M,由牛顿第二定律得:,变形得:,由图示图象可知:斜率,则拉力;纵轴上的截距为,则.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,竖直平面内有一半圆槽,A、C等高,B为圆槽最低点,小球从A点正上方O点静止释放,从A点切入圆槽,刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为t1、t2,合外力的冲量大小为I1、I2,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB、小球刚开始自由落体,到达C点速度大小为零,由受力分析小球在BC阶段一直减速,则小球在AB阶段平均速率大于BC阶段,两段弧长相等,所以 故AB选项错误
CD、沿圆心方向的合力与速度垂直,动量变化为零,AB段平均速率大于BC段平均速率,说明切线方向上AB段速度变化较大,根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化,所以合外力的冲量大小为,所以C选项是正确的,D错误.
故选C
点睛:从A到C速度越来越小,AB段平均速率大于BC段平均速率,两段路程相等,从而可比较时间;根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化,从而比较合外力的冲量大小.
【题型】单选题
【结束】
5
【题目】如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a,b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点,下列说法正确的是
A. a,b两点的场强相同
B. a,b两点的电势相同
C. 将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,电势能先增加后减小
D. 将一个正电荷q放在半圆上任一点,两电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则为一定值
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【题目】如图甲所示,以斜面底端为重力势能零势能面,一物体在平行于斜面的拉力作用下,由静止开始沿光滑斜面向下运动.运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E﹣x图象)如图乙所示,其中0~x1过程的图线为曲线,x1~x2过程的图线为直线。根据该图象,下列判断正确的是
A. 0~x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下
B. 0~x2过程中物体的动能先增大后减小
C. x1~x2过程中物体做匀加速直线运动
D. x1~x2过程中物体可能在做匀减速直线运动
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【题目】如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为m的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高h,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以v向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30°,则( )
A. 从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh
B. 从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh+mv2
C. 在绳与水平夹角为30°时,拉力功率为mgv
D. 在绳与水平夹角为30°时,拉力功率等于mgv
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【题目】一质点在0~10 s内,其v-t图象的图线恰好是与两坐标轴相切的圆弧,则
A. 0时刻,质点的加速度等于0
B. 10 s内质点的位移约为21.5 m
C. 质点的加速度大小等于1m/s2时的速度等于4.5 m/s
D. 质点的加速度随时间均匀减小
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【题目】如图所示的装置中,A、B两物块的质量分别为2 kg、l kg,连接轻弹簧和物块的轻绳质量不计,轻弹簧的质量不计,轻绳与滑轮间的摩擦不计,重力加速度g = 10 m/s2,则下列说法正确的是
A. 固定物块A,则弹簧的弹力大小为20 N
B. 固定物块B,则弹簧的弹力大小为40 N
C. 先固定物块A,在释放物块A的一瞬间,弹簧的弹力大小为10 N
D. 先固定物块A,释放物块A后,A、B、弹簧一起运动的过程中,弹簧的弹力大小为15N
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【题目】如图所示,MN、PQ为两条平行的光滑金属直导轨,导轨平面与水平面成θ=30°,M、P之间接有电阻箱R,导轨所在空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r,现从静止释放金属杆ab,测得最后的最大速度为v1,已知轨道间距为L,重力加速度取g,轨道足够长且电阻不计,求:
(1)电阻箱接入电路的电阻多大?
(2)若当金属棒下滑的距离为s时,金属棒的加速度大小为a,则此时金属棒运动的时间为多少?
(3)当金属棒沿导轨匀速下滑时,将电阻箱的电阻瞬间增大为,此后金属棒再向下滑动d的距离时,导体棒再次达到最大速度,求下滑d的距离过程中,回路中产生的焦耳热。
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【题目】等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场,另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的角速度沿图示方向穿过磁场,该过程中AC∥OQ,下列说法中正确的是
A. 导线框开始进入磁场时感应电流最小
B. 导线框进入磁场过程磁感应电流沿逆时针方向
C. 导线框穿出磁场过程中C点电势高于A点电势
D. 导线框穿出磁场过程磁感应电流沿逆时针方向
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【题目】如图所示,空间存在—有边界的水平方向匀强磁场,磁场上下边界的间距为L。一个边长也为L的正方形导线框在位置I获得向上初速度后进入磁场沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终保持水平。当导线框一直加速下落,经过一段时间回到初始位置I。则导线框
A. 上升过程加速度减小,下落过程加速度增大
B. 上升过程加速度减小,下落过程加速度减小
C. 上升过程加速度增大,下落过程加速度增大
D. 上升过程加速度增大,下落过程加速度减小
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