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12.如圖1所示為“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的質量為m,小車和砝碼的總質量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大。

(1)實驗開始時需平衡摩擦,某同學的操作如下:將長木板的一端墊起適當的高度,小車后端連著已經穿過打點計時器的紙帶,前端連著掛有砂和砂桶并跨過滑輪的細線,輕推小車,觀察小車是否做勻速直線運動.此平衡摩擦的方法錯(填“對”或“錯”).
(2)實驗中還需滿足m遠小于 M(填“遠小于”或“遠大于”).
(3)如圖2所示,某同學在做實驗中,由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.1s,其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,則A點處的瞬時速度大小是0.86m/s,加速度的大小是0.64m/s2.(保留兩位有效數字)

分析 (1、2)小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力,想用讓砂和砂桶總質量重力表示小車受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;其次:設小車加速度為a,則:繩上的力為F=Ma,對讓砂和砂桶總質量來說:mg-Ma=ma,即:mg=(M+m)a,如果用讓砂和砂桶總質量的重力表示小車受到的合外力,則Ma=(M+m)a,必須要滿足讓砂和砂桶總質量遠小于小車的總質量;
(3)紙帶實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度.

解答 解:(1)平衡摩擦力時,將不帶滑輪的木板一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動,以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小車的合力就是繩子的拉力,可以根據紙帶上打的點跡是否均勻來判斷是否做勻速運動,故該同學平衡摩擦力的方法是錯誤的;
(2)根據牛頓第二定律得,a=$\frac{mg}{M+m}$.
繩子的拉力為滑塊的合力為T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$.當m<<M時,砂和砂桶的重力等于滑塊所受合外力.
(3)解:利用勻變速直線運動的推論得:
vA=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}=\frac{0.0833+0.0895}{0.2}$=0.86m/s.
由于相鄰的計數點間的位移之差不等,故采用逐差法求解加速度.
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=$\frac{1}{3}$(a1+a2+a3
帶入數據解得:a=0.64m/s2
故答案為:(1)錯;(2)遠小于;(3)0.86,0.64

點評 實驗問題需要結合物理規(guī)律去解決.本實驗只有在滿足平衡摩擦力和小車質量遠大于鉤碼質量的雙重條件下,才能用砂和砂桶重力代替小車所受的合力,要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,放在水平桌面上的木塊A處于靜止狀態(tài),所掛的砝碼和托盤的總質量為0.6kg,彈簧測力計讀數為2N,滑輪摩擦不計,若輕輕取走盤中的部分砝碼,使總質量減小到0.3kg,將會出現的情況是(取g=10m/s2)(  )
A.彈簧測力計的讀數將變小B.A將向左運動
C.A所受的摩擦力將減小3 ND.A所受的合力將要變大

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3.如圖所示,帶正電的絕緣小滑塊A,被長R=0.4m的絕緣細繩豎直懸掛,懸點O距水平地面的高度為3R;小滑塊B不帶電.位于O點正下方的地面上.長L=2R的絕緣水平傳送帶上表面距地面的高度h=2R,其左端與O點在同一豎直線上,右端的右側空間有方向豎直向下的勻強電場.在.點與傳送帶之間有位置可調的固定釘子(圖中未畫出),當把A拉到水平位置由靜止釋放后,因釘子阻擋,細繩總會斷裂,使得A能滑上傳送帶繼續(xù)運動,若傳送帶逆時針勻速轉動,A剛好能運動到傳送帶的右端.已知絕緣細繩能承受的最大拉力是A重力的5倍,A所受電場力大小與重力相等,重力加速度g=10m/s2,A、B均可視為質點,皮帶傳動輪半徑很小,A不會因繩斷裂而損失能量、也不會因摩擦而損失電荷量.
試求:
(1)釘子距O點的距離的范圍.
(2)若傳送帶以速度v0=5m/s順時針勻速轉動,在A剛滑到傳送帶上時,B從靜止開始向右做勻加速直線運動,當A剛落地時,B恰與A相碰.試求B做勻加速運動的加速度大。ńY果可用根式表示)

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20.如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架edcf,處于豎直向下的勻強磁場中,金屬棒ab在框架上可無摩擦滑動,此時abcd構成一個邊長為L的正方形,棒的電阻為r,其余部分電阻不計,開始時磁感應強度為B0
(1)若從t=0時刻起,磁感應強度均勻增加,每秒鐘增量為k,同時保持棒靜止,求棒中的感應電流.在圖上標出感應電流方向.
(2)在上述(1)情況中,始終保持棒靜止,當t=t1秒時,需加在垂直于棒的水平拉力為多大?
(3)若從t=0時刻起,磁感應強度逐漸減小,當棒以恒定速度v向右做勻速運動時,可使棒中不產生感應電流.則磁感應強度怎樣隨時間變化(寫出B與t的關系式)?

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7.如圖,物體在水平力F作用下靜止于粗糙斜面上.若稍許增大F,仍使物體靜止在斜面上,則斜面對物體的靜摩擦力Ff、支持力FN以及這兩個力(Ff和FN)的合力F變化情況是( 。
A.Ff不一定增大,FN一定增大,F一定增大
B.Ff一定增大,FN一定增大,F不變
C.Ff、FN不一定增大,F一定增大
D.Ff、FN、F均增大

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17.如圖,均勻桿AB重為G,A端用細繩吊著,在B端施加一個水平拉力F,使AB靜止,此時細繩拉力為T,與豎直方向成β角,AB桿與水平成α角,下列說法正確的是( 。
A.T≤FB.β≥0°C.(α+β)<90°D.T的大小與F無關

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4.如圖甲所示,某介質中A,B兩個位置相距8cm,C為A,B連線的中點.現在A,B兩處各放置一個波源,在t0=0時刻,使A、B兩處的質點同時開始做垂直于直線AB的上下振動,振幅相同且都只振動了一個周期,它們的振動圖象分別為圖乙和圖丙.若A處波源向右傳播的波與B處向左傳播的波在t1=0.4s時刻于C點相遇,則( 。
A.兩列波在A、B間的傳播速度均為20m/s
B.兩列波的波長都是1m
C.在t2=0.9s時刻,A處質點經過平衡位置且振動方向向上
D.在兩列波相遇的過程中,C點為振動始終加強

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I/A0.060.100.200.300.400.50
U/V2.542.502.392.382.202.10
(1)試根據表格中的數據在圖乙中的坐標紙上畫出U-I圖象;
(2)若將方框內的電路等效成電動勢為E、內電阻為r的電源,根據圖象求出等小電源的電動勢E=2.6V,等效電源的內電阻r=1.0Ω;
(3)若電流表內阻為0,當滑動變阻器的滑片移至最上端時,電流表示數是2.6A;
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.勻速圓周運動的特點是:
(1)線速度變化;
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