问题 问答题

(1)甲同学采用如图1所示的装置验证规律:“物体所受合力一定,其加速度与质量成反比”.实验时,打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.平衡好摩擦力后开始实验.

①该实验要保持配重物体(包括托盘)的重力不变,这种物理方法属于______

A.控制变量法   B.微元法   C.理想化方法    D.极限法

②图2为某次实验得到的纸带,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出.计数点F到计数点O之间的距离为______ cm,相邻计数点之间的时间间隔为T=______s,打点计时器打C点时,小车的速度为______m/s;(小车的速度,结果保留二位有效数字)

③为了测量此次小车运动的加速度a,下面给出的几个计算加速度a的关系式中正确的是______

A.a=

OB-OA
T2
   B.a=
AB-OA
T2

C.a=

CD-OA
3T2
   D.a=
CF-OC
(3T)2

④图3中她已把实验结果标在坐标系中,请根据她的实验结果,求出该实验配重物体(包括托盘)的质量m0=______(取重力加速度g=10m/s2,计算结果保留两位有效数字)

(2)乙同学利用图1的装置验证规律:“物体的质量一定,其加速度与合力成正比”.

①为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响,将不带滑轮的木板一端适当垫高,下面能够使垫高“适当”的是______.

A.使小车在配重拉动下恰好做匀速运动

B.使小车在配重拉动下恰好做匀加速运动

C.在不挂配重的情况下使小车恰好做匀速运动

D.在不挂配重的情况下使小车恰好做匀加速运动

②乙同学保持小车质量不变,改变配重(包括托盘)的重力G,测出小车相应的加速度a后,做出a-G图象如图4所示,已知三个坐标值a0、a1、G1,则下列判断中正确的是______.

A.图象不过坐标原点,是由于垫高过大

B.图象不过坐标原点,是配重(包括托盘)的重力G过大

C.小车加速度a1可能是12m/s2

D.可以求出小车的质量.

答案

(1)①该实验要保持配重物体(包括托盘)的重力不变,这种物理方法属于控制变量法,故选A.

②图2为某次实验得到的纸带,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出.计数点F到计数点O之间的距离为9.40 cm,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出,

相邻计数点之间的时间间隔为T=0.1s

中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度:

vC=

xBD
tBD
=0.16m/s

③根据△x=aT2

A、a=

OB-OA
T2
,故A错误

B.a=

AB-OA
T2
故B正确

C.a=

CD-OA
3T2
   故C正确

D.a=

CF-OC
(3T)2
 故D正确

故选BCD.

④根据F=Ma得

a=

F
M
,所以a-
1
M
的图象的斜率k=F

根据图象解得F=4.5N

根据实验原理,小车的合力就是配重物体(包括托盘)的重力,即m0=4.5×10-2

(2)①将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.故选C.

②A、图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大.即垫高过大,故A正确,B错误

C、以整体为研究对象有mg=(m+M)a

a=

mg
(m+M)
<g,故C错误

D、根据a=

1
M
•F

所以a-G图象的斜率就是小车的质量的倒数,故D正确

故选AD.

故答案为:(1)①A  ②9.40,0.1,0.16③BCD,④4.5×10-2㎏(4.3×10-2㎏~4.7×10-2㎏均给分)

(2)①C ②AD

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