10.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.小車上固定一個(gè)盒子,盒子內(nèi)盛有沙子.沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M.驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比時(shí)是這樣操作的:從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對(duì)應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計(jì)算得出.多次改變合外力F的大小,每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖象,圖象是一條過原點(diǎn)的直線.
(1)在本次實(shí)驗(yàn)中,是否需要平衡摩擦力?是(填“是”或“否”).
(2)在本次實(shí)驗(yàn)中,如果沙桶的總重力mg與Mg相比非常接近時(shí),獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否會(huì)和理論預(yù)期產(chǎn)生較大差異?
答:不會(huì)(填“會(huì)”或“不會(huì)”)

分析 該實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象為系統(tǒng),保持系統(tǒng)質(zhì)量不變,沙桶的重力等于系統(tǒng)所受的合力,改變重力即可改變系統(tǒng)所受的合力,從而可探究加速度與合力的關(guān)系.
保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變,即保持系統(tǒng)所受的合力不變,在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子,即改變系統(tǒng)的質(zhì)量,所以研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),該質(zhì)量應(yīng)為系統(tǒng)的質(zhì)量.

解答 解:(1)該實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象為系統(tǒng),保持系統(tǒng)質(zhì)量不變,沙桶的重力等于系統(tǒng)所受的合力,改變重力即可改變系統(tǒng)所受的合力,從而可探究加速度與合力的關(guān)系.
所以在本次實(shí)驗(yàn)中,需要平衡摩擦力.
(2)將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中,就保證了M+m不變,即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變,
研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng),加速度為:a=$\frac{mg}{m+M}$,
系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg,不必滿足M?m這樣的條件.
所以如果沙桶的總重力mg與Mg相比非常接近時(shí),獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不會(huì)和理論預(yù)期產(chǎn)生較大差異.
故答案為:(1)是;(2)不會(huì)

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道該實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是系統(tǒng),保證系統(tǒng)質(zhì)量不變,改變合力,可探究加速度和合力的關(guān)系.保持合力不變,改變系統(tǒng)質(zhì)量,可探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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20.設(shè)想某宇航員在“天宮一號(hào)”內(nèi)做物理實(shí)驗(yàn),將拴著小球的細(xì)線固定在支架上,給小球一個(gè)初速度,使其做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則運(yùn)動(dòng)過程中( 。
A.小球的質(zhì)量不變B.小球的速度不變
C.小球的加速度為零D.細(xì)線對(duì)小球的拉力為零

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1.如圖為交流發(fā)電機(jī)的工作原理圖,經(jīng)過0.05s線框從圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°.如圖所示位置線框中的感應(yīng)電流最大(選填“最大”或“最小”),該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的 交流電的頻率為5Hz.

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(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值;
(3)在線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈電阻R消耗的電功率.

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5.如圖所示,小車沿水平面向右做加速直線運(yùn)動(dòng),車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ,桿的頂端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,當(dāng)車運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大時(shí),下列四圖中,桿對(duì)小球的作用力(F1至F4變化)的示意圖(OO′沿桿方向)可能是( 。
A.B.C.D.

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15.如圖所示為兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出).圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,D為中垂線上的一點(diǎn),電場線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱.則下列說法中不正確的是 (  )
A.這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B.這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷
C.D、C兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等D.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大

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2.如圖所示,一輛小車靜止在水平地面上,車內(nèi)固定著一個(gè)傾角為60°的光滑斜面OA,光滑擋板OB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)將一重力為G的圓球放在斜面與擋板之間,擋板與水平面的夾角θ=60°.下列說法正確的是( 。
A.若保持擋板不動(dòng),則球?qū)π泵娴膲毫Υ笮镚
B.若擋板從圖示位置順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60°,則球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大
C.若擋板從圖示位置順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60°,則球?qū)醢宓膲毫χ饾u減小
D.若保持擋板不動(dòng),使小車水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則球?qū)醢宓膲毫赡転榱?/td>

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20.一輛跑車在行駛過程中的最大輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖,已知該車質(zhì)量為2×103kg,在某平直路面上行駛,阻力恒為3×103N.若汽車從靜止開始以恒定加速度2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng),則此勻加速過程能持續(xù)的時(shí)間大約為( 。
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