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2.某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A、表面光滑的长木板        B、可叠放钩码的小车
C、秒表                    D、方木块(用于垫高木板)
E、质量为m的钩码若干个    F、米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
(一)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.
实验时,可通过在小车中放入钩码来改变物体质量,通过测出木板长L和小车由斜面顶端静止开始滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$,他们通过分析实验数据发现:在误差范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
(二)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.
实验时,通过改变方木块垫放位置来改变长木板倾角,由于没有量角器,该小组通过测量木板长L和测量出长木板顶端到水平面的高度h求出倾角α的正弦值sinα=$\frac{h}{L}$.下表是他们的实验数据.
次数l2345
L(m)1.001.001.001.001.00
h(m)0.100.200.300.400.50
t(s)1.441.020.830.710.64
sinα0.100.200.300.400.50
a(m/s20.971.922.903.974.88
(1)请将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
(2)分析a-sinα图线得出的结论是:光滑斜面上物体下滑的加速度斜面倾角的正弦值成正比.
(3)利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=9.8 m/s2.(结果保留两位有效数字)

分析 (1)根据匀变速直线运动位移时间公式求出小车的加速度.
(2)根据描点法作图,对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律和图象求解.

解答 解:(一)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验时,可通过在小车上叠放钩码来改变物体质量,
小车做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律有L=$\frac{1}{2}$at2
所以有:a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$,
(二)(1)sinα=$\frac{h}{L}=\frac{0.30}{1.00}=0.30$,
a=$\frac{2L}{{t}^{2}}=\frac{2.00}{0.8{3}^{2}}=2.90m/{s}^{2}$,
将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.

(2)分析a-sinα图线得出的结论是:光滑斜面上物体下滑的加速度与斜面倾角a
的正弦值成正比.
(3)根据牛顿第二定律得:a=$\frac{F}{m}$=gsinα
所以加速度a与sinα的图象斜率代表当地的重力加速度,所以g=9.8m/s2
故答案为:(一)$\frac{2L}{{t}^{2}}$; (二)(1)0.30;2.90;如图;
(2)光滑斜面上物体下滑的加速度斜面倾角的正弦值成正比;
(3)9.8

点评 要清楚实验的原理,实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量.通过物理规律可以把变量进行转换,以便更好研究和测量.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.在“探究速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器打出一纸带,A、B、C、D为纸带上的四个计数点,且两相邻计数点间还有四个点没有画出,所用交流电频率为50Hz,纸带上计数点对应刻度尺上的刻度如图所示,则计数点B对应的瞬时速度大小:vB=0.16m/s,计数点A对应的瞬时速度大小:vA=0.12m/s,加速度的大小a=0.40m/s2(三个结果均保留两位有效数字).

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10.某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验.

(1)本实验采用的科学方法是A.
A.控制变量法             B.假设法                C.理想实验法                    D.等效替换法
(2)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度,这样做事为了消除木板对小车的摩擦力的影响,使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力.
(3)实验中由于绳对小车的拉力小于(选填“大于”、“等于”、“小于”)重物所受的重力.会给实验带来系统误差.为减小此误差,实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取,以下四组数据中最合理的一组是④.(填写相应序号)
①M=200g,m=40g、60g、80g、100g、120g、140g
②M=200g,m=30g、35g、40g、45g、50g、55g
③M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
④M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g
(4)实验中打点计时器所使用的电源频率为50Hz,图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带的测量数据可求得小车的加速度a=1.09m/s2.(保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.一辆汽车质量为3×103kg,以10m/s的速度前进,受到的阻力为车重的0.02倍,则关闭发动机后汽车要经过多长时间才能停止?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.如图所示,三个木块静止的放在水平地面上,质量分别为mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,各接触面之间的动摩擦因数为μ=0.2,现对C施以F=18N的水平力后,A、B、C能一起向右匀加速直线运动,求加速度及各接触面上的摩擦力大小(g=10m/s2).

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.如图所示,在匀强电场中,将-电荷量为2×10-3C的负电荷由A点移到B点,克服电场力所做的功为0.1J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成60°角:
(1)电荷由A移到B的过程中,电势能是增加了还是减少了?变化了多少?
(2)求A、B两点间的电势差UAB和匀强电场的电场强度E.
(3)若电荷从A点静止开始由A移到B的过程中除电场力外,其它力所做的功为0.3J,求到达B点时的动能是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

14.如图1所示是用单摆测重力加速度的装置,在这个实验中;

(1)为了减小测量误差,如下措施中正确的是CDE;A.单摆摆动时的摆角应尽量大些B.摆线应尽量短些C.选体积较小、质量较大的摆球D.测量周期时,应取摆球通过最低点作为计时的起、终点位置E.测量周期时,应测摆球30~50次全振动的时间算出周期F.将拴着摆球的摆线平放在桌面上,将摆线拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长,然后将摆线从O点吊起
(2)为了测定摆长,需要测量摆球直径,如图2所示,该摆球直径为1.64cm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图3所示,那么单摆摆长是88.58cm.
(3)某同学在实验中测出了多组摆长L和相对应的周期T的值,然后作出T2-L图象如图4所示,通过测量并计算出图线的斜率为k,则由斜率k求重力加速度的公式是g=$\frac{4{π}^{2}}{k}$,其值为9.86m/s2.(保留三位有效数字)
(4)某同学测得的g值偏小,分析其原因,可能是BA.测摆线长时摆线拉的过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点C.开始计时时,过迟按下秒表D.实验中误将49次全振动次数记为50次
(5)有位同学用单摆做测量重力加速度的实验,他将单摆挂起后进行了如下步骤:A.测摆长L:用米尺测量出摆线的长度B.测周期T:将摆球拉起,然后放开,在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时将此次通过最低点作为第一次,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,按秒表停止计时,读出这段时间t,算出单摆的周期T=$\frac{t}{60}$C.将所测得的L和T代入单摆的周期公式T=2$π\sqrt{\frac{L}{8}}$,算出g,将它作为实验的最后结果写入报告中去,指出上面的步骤中有遗漏或错误的地方,写出该步骤的字母,并加以改正(不要求进行误差计算)A、要用卡尺测出摆球直径d,摆长L等于摆线长与$\frac{d}{2}$之和; B、T=$\frac{t}{29.5}$;C、g应测量多次,然后取平均值做实验结果.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.以下说法中正确的是(  )
A.马拉车加速前进时,马拉车的力比车拉马的力大
B.马拉车减速前进时,马拉车的力比车拉马的力小
C.静放在水平桌面上的书,受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
D.静放在斜面上的书,重力的垂直斜面的分力就是它对斜面的压力

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V,40W”的灯泡,下列说法正确的是(  )
A.接在110 V的电路上时的功率为20 W
B.接在110 V的电路上时的功率为10 W
C.接在440 V的电路上时的功率为160 W
D.接在220 V的电路上时的功率为40 W

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