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2.在探究“加速度與力的關系”實驗中,某同學設計了一種新的方法:他按如圖1所示安裝好實驗裝置,在不懸掛小吊盤時,調整木板右端的高度,用手輕撥小車,使小車能牽引紙帶沿長木板向左做勻速運動.然后將一定數(shù)量的砝碼(其總質量為m)放入小吊盤中(小吊盤質量不計),接通電源,釋放小車,打出一條理想紙帶,并在紙帶上標出小吊盤中砝碼所受的重力F.以后每次實驗將小吊盤中部分砝碼移到小車中,保持砝碼和小車的總質量一定,重復實驗多次,并計算出每條紙帶對應的加速度.回答下列問題:

(1)該同學以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫坐標,小車對應的加速度大小a為縱坐標,在坐標紙上作出a-F關系圖線.圖2圖線中,你認為最合理的是D.
(2)按上述方案做實驗,是否要求小吊盤中砝碼的總質量遠小于小車的質量?否(填“是”或“否”)
(3)若該同學所作出a-F關系圖線,直線部分斜率為k,則小車質量M=1k-m.

分析 (1)由牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達式,然后分析圖象答題.
(2)把砝碼和小車整體看成研究對象,應用牛頓第二定律分析答題.
(3)根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達式,分析a與F的關系,從而選擇圖象,并根據(jù)圖象斜率的含義求出小車質量M.

解答 解:(1)由牛頓第二定律得:F=(m+M)a,加速度:a=1M+mF,加速度與F成正比,圖象是通過原點的傾斜的直線,故D正確.
(2)以砝碼和小車組成的系統(tǒng)為研究對象,由牛頓第二定律得:mg=(m+M)a,
把小吊盤中部分砝碼移到小車中,保持砝碼和小車的總質量一定,
不需要用砝碼的重力代替繩子的拉力,用整體法求出的加速度就是小車的加速度,所以不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量.
(3)由牛頓第二定律得:F=(m+M)a,加速度:a=1M+mF,a-F圖象的斜率k=1M+m,解得:M=1k-m;
故答案為:(1)D;(2)否;(3)1k-m.

點評 對于實驗題要掌握其原理,知道課本上的實驗為什么要求重物的質量遠遠小于小車的質量,能根據(jù)牛頓第二定律求出加速度與F的關系,知道a-F圖象斜率的含義,題目比較新穎,難度適中.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.下列有關原子結構和原子核的認識,其中正確的是( �。�
A.γ射線是高速運動的電子流
B.氫原子輻射光子后,其繞核運動的電子動能增大
C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變
D.21083Bi的半衰期是5天,100克21083Bi經(jīng)過10天后還剩下50克

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13.在一次探測彗星的活動過程中,載著登陸艙的探測飛船總質量為m1,在以彗星的中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運動,周期為T1,尋找到合適的著陸點后,變軌到離彗星更近的半徑為r2的圓軌道上運動,此時登陸艙的質量為m2,登陸艙隨后脫離飛船開始登陸,下列說法正確的是( �。�
A.彗星的質量M=4π2r13GT12
B.登陸艙在半徑為r2軌道上運動的周期T2=T1r23r13
C.登陸艙在半徑為r1與半徑為r2的軌道上運動的向心加速度之比為r12r22
D.彗星表面的重力加速度g′=4π2r1GT12

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10.如圖所示,在豎直平面內有足夠長的兩平行金屬導軌AB、CD.導軌間距為L,電阻不計.一根電阻不計的金屬棒ab可在導軌上無摩擦地滑動.棒與導軌垂直,并接觸良好.導軌之間有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感強度為B.導軌右邊與電路連接.電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R.在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器,板間距離為d.當ab以速度v0勻速向左運動時,電容器中質量為m的帶電微粒恰好靜止于兩極板中間位置.( �。�
A.微粒帶負電
B.電容器的帶電量為CBLv02
C.若ab棒以速度2v0向左運動,微粒將經(jīng)過時間\fracrfmpubig到達上極板
D.若ab棒在外力作用下由靜止開始在導軌上作簡諧運動,運動中的最大速度為v0,則流經(jīng)2R的最大電流為BLv03R

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,20分度的游標卡尺讀數(shù)為10.030cm;螺旋測微器的讀數(shù)為3.570mm.

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7.下列各圖中的絕緣直桿粗細不計、長度相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各直桿間彼此絕緣.坐標原點O處電場強度最大的是圖(  )
A.B.C.D.

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14.一質量為1kg的玩具小車以某一速度在平面玩軌道上勻速行駛,關閉電源開關后,由于摩擦阻力的作用小車最終停了下來.其動能隨位移變化的圖象如圖所示.去g=10m/s2,求:
(1)小車與平直軌道間的動摩擦因數(shù);
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11.一質點沿x軸做直線運動,其v-t圖象如圖所示,直線從零時刻原點處,開始沿x軸正向運動,共計運動時間為8s,下列符合運動事實的是( �。�
A.質點在運動過程中速度方向不變
B.質點在8s內發(fā)生的位移S=3m
C.質點在第1s和第4s內的平均速度大小不相等
D.質點在第1s和第4s內的加速度相同

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12.在xOy平面內,有沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E(圖象未畫出),由A點斜射出一質量為m、帶電量為+q的粒子,B和C是粒子運動軌跡上的兩點,如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù),粒子所受重力忽略不計,求:
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(2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間;
(3)粒子經(jīng)過C點時的速率.

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