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    12．在“探究加速度与物体质量.物体受力的关系 实验中.某小组设计呢如图所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑.两小车前端系上细线.细线跨过定滑轮并挂上砝码盘.两小车尾部细线连到控制装置上.实验时通过控制装置使小车同时开始运动.然后同时停止. (1)在安装实验装置时.应调整滑轮的高度.使 ,在实验时.为减小系统误差.应使砝码盘和砝码的总质量 小车的质量(选填“远大于 .“远小于 .“等于 ). (2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小.能这样比较.是因为 . 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图乙所示：一质量为M=0.14kg的木块放在水平长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为m=0.01kg．木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动．图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些的点，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，根据给以上数据求：（g=9.8m/s2）

    （1）木块的加速度的计算表达式a=
    (s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
    9T2
    (s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
    9T2
    ，根据题中所给数据算出加速度的大小为
    0.64
    0.64
    m/s2．（结果保留两位有效数字）
    （2）为了减少误差，你认为应采取什么措施？
    实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑；木块的质量应远大于重物的质量
    实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑；木块的质量应远大于重物的质量
    ．

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    在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上、下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使小车同时开始运动，然后同时停止．
    （1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使
    小车与滑轮之间的细线水平（或与轨道平行）
    小车与滑轮之间的细线水平（或与轨道平行）
    ．
    （2）在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量
    远小于
    远小于
    小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）．
    （3）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为
    两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据x=
    1
    2
    at2    知，x与a成正比
    两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据x=
    1
    2
    at2    知，x与a成正比
    ．

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    在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：
    （1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．
    请指出该装置中的错误或不妥之处：①
    打点计时器的电源不能使用直流电源
    打点计时器的电源不能使用直流电源
    ；②
    接通电源前小车不能离打点计时器太远
    接通电源前小车不能离打点计时器太远
    ．
    （2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是某次实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据求出小车的加速度a=
    0.496m/s2
    0.496m/s2
    m/s2（保留3位有效数字）

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    在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：
    某同学设计了如图a的实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂桶和砂的总重量，

    （1）图b是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据完成表格中空白处

    计数点 1 2 3 4 5 6
    瞬时速度/（m/s） 0.165 0.215
    0.264
    0.264
    		 0.314 0.364 0.413
    （2）由（1）中的数据在图c中作出速度-时间图象并由图象求出小车的加速度
    a=
    0.496
    0.496
     m/s2  （保留3位有效数字）

    （3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图d，则
    ①图中的直线不过原点的原因是
    平衡摩擦力过大
    平衡摩擦力过大
    ．
    ②图中的力F理论上指
    B
    B
    ，而实验中却用
    A
    A
    表示．（选填字母符号）
    A．砂和砂桶的重力      B．绳对小车的拉力
    ③此图中直线发生弯曲的原因是
    砂和砂桶的质量没有远小于车的质量．
    砂和砂桶的质量没有远小于车的质量．
    ．

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    在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：

    （1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图1所示．
    请指出该装置中的错误或不妥之处：
    ①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；
    ①打点计时器应接交流电源；②小车应靠近打点计时器；③应该平衡摩擦力；

    （2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是某次实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据求出小车的加速度a=
    0.496
    0.496
    m/s2（保留3位有效数字）

    （3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图3，该图线不通过坐标原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因可能是
    BC
    BC
    ．（请填相应的字母）

    A．平衡摩擦力时将木板垫得过高
    B．平衡摩擦力时将木板垫得过低
    C．平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙
    D．实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量．

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    第Ⅰ卷（选择题，共40分）

     

    一、本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。

    题号

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    答案

    D

    AB

    D

    CD

    B

    AC

    A

    C

    BC

    D

     

    1.3.5

     

    二、本体共3小题，共18分。把答案填在题中的横线上。

    11．（1）6×103；（2）36.0；（3）180（各2分）

    12．（1）小车与滑轮之间的细线水平（或与轨道平行）（2分）；远小于（2分）

       （2）两车从静止开始作匀加速直线运动，且两车的运动时间相等，据S= aT2知，S与a成正比（2分）

    13．（1）2.98（3分）；（2）5.0（3分）

    三、本题共5小题，共42分。解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

    14．（8分）解答：

    两球发生弹性碰撞，设碰后甲、乙两球的速度分别为v1、v2，则

    m1v0 = m1v1 + m2v2     2分

    m1v02 = m1v12 + m2v22                          2分

    从两球碰撞后到它们再次相遇，甲和乙的速度大小保持不变，由于BC=2AB，则甲和乙通过的路程之比为1：5，故碰撞后甲和乙的速度之比为，

    v1:v2 = 1:5                 2分

    联立解得 =      2分

    15．（8分）解答：

       （1）设A、B两物块的加速度为a1、a2，由v―t图得

    a1 = = m/s2 = m/s2             1分

    a2 = = m/s2 = － m/s2           1分

    分别以A、B为研究对象，摩擦力大小为f，由牛顿第二定律

    F－f = ma1                1分

    －f = ma2                  1分

    联立解得 F = 0.8N   1分

       （2）设A、B在12s内的位移分别为S1、S2，由v―t图得

    S1 = ×（4 + 8）×12m = 72m                   1分

    S2 = ×6×4m = 12m  1分

    故S = S1－S2 = 60m  1分

    16．（8分）解答：

       （1）设带电粒子射入磁场时的速度大小为v，由带电粒子射入匀强磁场的方向和几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动，圆心位于坐标原点O，半径为l。

    则Bqv = m             ①1分

    设带电粒子在磁场中运动时间为t1，在电场中运动的时间为t2，总时间为t。

    t1 = T                     ②1分

    T =                    ③1分

    t2 =                         ④1分

    联立解得 t =                              1分

       （2）带电粒子在电场中做类平抛运动，设加速度为a，则

    l = at22                   ⑤1分

    a =                       ⑥1分

    联立①④⑤⑥解得  E =                  1分

    17．（8分）解答：

    设绳中张力为T，斜面对A的支持力为NA，A、B加速度大小为a，以A为研究对象，

    由牛顿第二定律

    mAgsin37° －T =ma   ①2分

    NA = mAgcos37°④      ②1分

    以B为研究对象，由牛顿第二定律

    T－mBg = mBa           ③2分

    联立解得 a = 2m/s2  T = 12N  NA= 24N

    以斜面体为研究对象，受力分析后，在水平方向

    F = N′Asin37°－Tcos37°                            ④2分

    NA = N′A                                       

    解得 F = 4.8N          1分

       （或以整体为研究对象，由牛顿第二定律得F = mAacos37°）=4.8N，则本式给4分，①③式各给2分，共8分）

    18．（10分）解答：

       （1）当小物块速度小于3m/s时，小物块受到竖直向下的重力、垂直传送带向上的支持力和沿传送带斜向下的摩擦力作用，做匀加速直线运动，设加速度为a1，根据牛顿第二定律

    mgsin30° + μmgcos30°=ma1                       ①1分

    解得 a1 = 7.5m/s2

    当小物块速度等于3m/s时，设小物块对地位移为L1，用时为t1，根据匀加速直线运动规律

    t1 =                       ②1分

    L1 =                    ③1分

    解得 t1 = 0.4s   L1 = 0.6m

    由于L1＜L 且μ＜tan30°，当小物块速度大于3m/s时，小物块将继续做匀加速直线运动至B点，设加速度为a2，用时为t2，根据牛顿第二定律和匀加速直线运动规律

    mgsin30°－μmgcos30°=ma2                       ④1分

    解得  a2 = 2.5m/s2

    L－L1 = v1t2 + a2t22 ⑤1分

    解得 t2 = 0.8s

    故小物块由禁止出发从A到B所用时间为 t = t1 + t2 = 1.2s       1分

       （2）作v―t图分析知：传送带匀速运动的速度越大，小物块从A点到B点用时越短，当传送带速度等于某一值v′ 时，小物块将从A点一直以加速度a1做匀加速直线运动到B点，所用时间最短，即

    L = a1tmin2               ⑥1分

    解得tmin = 1s

    v′ =a1tmin =7.5m/s

    此时小物块和传送带之间的相对路程为 △S = v′ t－L = 3.75m

    传送带的速度继续增大，小物块从A到B的时间保持不变，而小物块和传送带之间的相对路程继续增大，小物块在传送带上留下的痕迹也继续增大；当痕迹长度等于传送带周长时，痕迹为最长Smax，设此时传送带速度为v2，则

    Smax = 2L + 2πR         ⑦1分

    Smax = v2t－L            ⑧1分

    联立⑥⑦⑧解得 v2 = 12.25m/s                 1分

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


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