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2.某同學(xué)想利用家中常見的東西來驗證牛頓第二定律:他先用兩條光潔的鐵絲做了兩個“V”形的框架甲和乙,尖角向下懸空固定,在“V”形下尖角處抹少許潤滑油,模擬兩個光滑定滑輪:用兩個農(nóng)夫山泉瓶蓋兒做成兩個小桶A和B,并用一條跨過兩“V”形框架的較長細(xì)線相連;再找來卷尺豎直立于小桶B旁邊.整個裝置側(cè)視圖如下.
他用小紙片一點點加入桶中,調(diào)節(jié)到AB桶都能靜止平衡為止,設(shè)此時每個桶(含紙片)質(zhì)量都為M,再找到一瓶過期但完好的相同藥片,在AB桶中各放入5片藥片,設(shè)每片藥片質(zhì)量為m.
從A桶中拿出一片藥片放入B桶,控制小桶靜止釋放,用手機(jī)秒表功能測出B桶下降高度h所用時間為t.則小桶加速度a=2ht2,若每個小桶質(zhì)量M=km,則k=gt210h2h.(都用h,t,g表示)
將兩桶中所有藥片取出(紙片不�。僭贐桶中放入一片藥片,將桶靜止釋放,測得下降高度h所用時間為,以后每次實驗都在前一次實驗基礎(chǔ)上同時在兩桶中各加入一片藥片,每次都讓B桶靜止釋放下降相同高度h,測得每次時間為不同的t,若這些t2(填t、t2、t3)與AB兩桶的總質(zhì)量(填“從A桶拿入B桶藥片數(shù)量”、“AB兩桶的總質(zhì)量”)的比值在誤差范圍內(nèi)為定值,則得到結(jié)論:物體合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比.

分析 由勻變速直線運(yùn)動的公式x=12at2即可求出加速度;結(jié)合牛頓第二定律即可求出m與M之間的關(guān)系,并結(jié)合牛頓第二定律得出相應(yīng)的結(jié)論.

解答 解:B下降的同時A向上運(yùn)動,二者的加速度的大小是相等的,由公式:h=12at2得:
a=2ht2   ①
若每個小桶質(zhì)量M=km,設(shè)繩子的拉力為F,對A:F-(M+4m)g=(M+4m)a;  ②
對B:(M+6m)g-F=(M+6m)a    ③
又:M=km   ④
聯(lián)立得:k=gt210h2h   ⑤
當(dāng)兩桶中所有藥片取出(紙片不取),再在B桶中放入一片藥片,將桶靜止釋放時,則對A:
F′-Mg=Ma1   ⑥
對B:Mg+mg-F=(M+m)a1    ⑦
所以:a1=mg2M+m  ⑧
當(dāng)在前一次實驗基礎(chǔ)上同時在兩桶中各加入一片藥片時,同理分別對A與B進(jìn)行受力分析得:
a2=mg2M+3m   ⑨
每次都讓B桶靜止釋放下降相同高度h,測得每次時間為不同的t時,則結(jié)合⑧⑨可知,每一次對系統(tǒng)的拉力都相對于是mg,即對系統(tǒng)的拉力不變.若這些t2與 AB兩桶的總質(zhì)量的比值在誤差范圍內(nèi)為定值,則得到結(jié)論:物體合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比.
故答案為:2ht2;gt210h2h;t2;AB兩桶的總質(zhì)量

點評 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目,而實驗步驟,實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān),故要加強(qiáng)對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

12.在“用單擺測重力加速度”的實驗中.
(1)某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”實驗中,先測得擺線長為97.50cm;用10分度的游標(biāo)卡尺(測量值可準(zhǔn)確到0.1mm)測得小球的讀數(shù)如圖1所示;然后用秒表記錄了單擺振動n=50次所用的時間,長、短針位置如圖2所示,則:擺長L=0.9899m,所用時間t=100.4s.

(2)另一同學(xué)的操作步驟為:
a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上;
b.用米尺量得細(xì)線長度l;
c.在細(xì)線偏離豎直方向5°位置釋放小球;
d.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t,得到周期T=t/n;
e.用公式g=4π2l/T2計算重力加速度.
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比偏�。ㄟx填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(3)已知單擺在任意偏角θ時的周期公式可近似為T=T0[1+a sin2\frac{θ}{2})],式中T0為偏角θ趨近于0°時的周期,a為常數(shù).為了用圖象法驗證該關(guān)系式,需要測量的物理量有T,θ;若某同學(xué)在實驗中得到了如圖3所示的圖線,則圖象中的橫軸表示T.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,質(zhì)量分別為mA和mB的物體A、B用輕繩連接后跨過定滑輪均處于靜止?fàn)顟B(tài),斜面傾角為45°.已知mA=2mB,不計滑輪摩擦,現(xiàn)將斜面傾角緩慢增大到50°,系統(tǒng)仍保持靜止,下列說法正確的是( �。�
A.繩子對A的拉力將增大B.物體A受到的靜摩擦力不變
C.物體A對斜面的壓力將減小D.物體A受到的合力將增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,A、B、C三物塊質(zhì)量分別為M、m、mo,B隨A一起勻速運(yùn)動,則可以斷定( �。�
A.物塊A與桌面之間有摩擦力,大小為mog
B.物塊A與B之間沒有摩擦力
C.桌面對A,B對A,都有摩擦力,兩者方向相同,合力為mog
D.桌面對A,B對A都有摩擦力,兩者方向相反,合力為mog

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.則(  )
A.A對地面的壓力等于\frac{R+r}{R} (M+m)gB.A對地面的摩擦力方向向左
C.B對A的壓力大小為\frac{R+r}{R}mgD.細(xì)線對小球的拉力大小為\frac{r}{R}mg

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

7.如圖所示,表面光滑、質(zhì)量不計的尖劈,插在縫A、B之間,尖劈的一個角為α,在尖劈背上加一壓力F.求:
(1)作出尖劈的受力示意圖
(2)A側(cè)對尖劈支持力.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

14.在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,有一個面積S=10-2m2的平面線圈與磁場垂直,線圈電阻為0.2Ω.若使磁場突然消失,則在磁場消失的過程中,通過線圈導(dǎo)線截面的感電量為2.5×10-2C.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.是該實驗中得到的一條較理想的紙帶,O點是打上去的第1個點,有關(guān)長度在圖中已標(biāo)明.選取N點驗證機(jī)械能守恒定律,下面列舉的計算打N點時重錘速度的計算方法正確的是( �。�
A.VN=\frac{({S}_{n}+{S}_{n+1})}{2{T}^{2}}B.VN=\frac{(fy6fu9o_{n+1}-6un2xpl_{n-1})}{4T}
C.VN=\frac{({S}_{n}+{S}_{n+1})}{2T}D.VN=\frac{(kqb2xnc_{n+1}-l7zqh6l_{n-1})}{2T}

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

12.如圖所示,用帶正電的絕緣棒A去靠近原來不帶電的驗電器B,B的金屬箔片張開,這時金屬箔片帶正電;若在帶電棒A移開前,用手摸一下驗電器的小球后離開,然后移開A,這時B的金屬箔片也能張開,它帶負(fù)電.

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同步練習(xí)冊答案