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(1)某同学利用如图1所示的装置,探究水平面上两物体间滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系,按照正确的操作步骤,适当添加钩码,使其能够带动小车向右运动.
①实验中小车的运动是否必须为匀速直线运动?
答:
(填“是”或者“否”)
②实验中用来表示滑动摩擦力f大小的是:
D
D
;表示两物体间正压力FN大小的是
C
C
(填选项符号)
A.钩码重力   B.小车、木块和砝码重力   C.木块和砝码总重力   D.弹簧秤读数
(2)如图2所示为加速度传感器装置,两个完全相同的轻弹簧之间连接一滑块,两轻弹簧分别与装置左、右端连接,滑块处于装置内光滑水平面上,滑块与变阻器的金属滑片P固定在一起,电压表通过导线一端与变阻器中点O连接,另一端与滑片P连接,装置处于静止状态,滑片P位于变阻器正中央.已知两个弹簧的劲度系数均为k,滑块质量为m,电源电动势为E,内阻为r,变阻器总阻值为R0、全长为l,电压表为理想电压表,不计滑片质量和空气阻力,现让装置在水平方向作匀速直线运动,电压表读数在合适的范围内,如果将电压表上刻度改为相应加速度数值,则成为加速度计.
①电压表的示数最大值不得小于
R0E
2(R0+r)
R0E
2(R0+r)

②当加速度大小为a时,电压表读数为U,请写出a的表达式a=
2kl(R0+r)U
mR0E
2kl(R0+r)U
mR0E

③若电源使用较长时间后,电动势E减小,内阻r增大,该加速度计读数与实际值比较:
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”或“一致”)
分析:(1)木块和砝码整体受重力、支持力、弹簧秤对其向左的拉力、小车对其向右的滑动摩擦力,根据平衡条件列式求解.
(2)①电压表读数等于滑动变阻器上触头P与中央的电阻分得的电压,根据闭合电路欧姆定律列式求解即可;
②先根据胡克定律求解行变量;然后结合闭合电路欧姆定律列式求解;
③根据第2小问的表达式进行讨论即可.
解答:解:(1)①以木块和砝码整体为研究对象,由于其一直处于平衡状态,与小车运动状态无关,故小车不一定要做匀速直线运动;
②木块和砝码整体受重力、支持力、弹簧秤对其向左的拉力、小车对其向右的滑动摩擦力,根据平衡条件,有:
竖直方向:N=G
水平方向:F=f
即支持力等于整体的重力,弹簧秤的拉力等于滑动摩擦力;
由于作用力与整体受到的支持力是相互作用力,根据牛顿第三定律,等大、反向、共线;故正压力等于整体的重力;
不管小车如何运动,勾码和木块整体处于平衡状态,合力为零,故滑动摩擦力一定等于弹簧秤的读数;压力等于勾码和木块整体的重力;
(2)①电压表读数的最大值为:Um=I?
R0
2
=
E
r+R0
×
R0
2
=
R0E
2(R0+r)

故电压表刻度盘示数的最大值不得小于
R0E
2(R0+r)

②根据胡克定律,有:2kx=ma
故电压为:U=IR=
E
r+R0
×
xR0
l

由以上两式联立解得:a=
2kl(R0+r)U
mR0E

③a=
2kl(R0+r)U
mR0E
,若实际E变大,实际r变小,则实际加速度偏大,故加速度的测量值偏小;
故答案为:
(1)①否;②D,C;
(2)①
R0E
2(R0+r)
;②
2kl(R0+r)U
mR0E
;③偏小.
点评:本题第一小题关键明确木块和钩码整体处于平衡状态;第二问关键明确加速度计的测量原理,结合闭合电路欧姆定律、胡克定律和牛顿第二定律列式分析.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ、(1)某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
打点计时器应接交流电源
打点计时器应接交流电源
;②
重物释放时应紧靠打点计时器
重物释放时应紧靠打点计时器

(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的频率为f,则打E点时重物速度的表达式为vE=
(h5-h3)f
2
(h5-h3)f
2
;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g=
9.4
9.4
m/s2

Ⅱ.如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50HZ交流电.小车的质量为m1,小桶(及砝码)的质量为m2

(1)下列说法正确的是
D
D

A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远大于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-
1
m1
图象
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的图3a-F图象,可能是图中的图线
.(选填“甲”、“乙”、“丙”)

(3)如图所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小
0.48或0.49
0.48或0.49
  m/s2.(结果保留二位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)某同学利用如图1所示装置做“探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系”的实验,该同学根据实验数据画出了弹簧的弹力F与弹簧的长度L的关系图象(图2).

A.根据此图线可求出该弹簧的劲度系数k=
30
30
N/m.
B.请说明图线与横轴交点的坐标值的物理意义:
弹簧原长为6cm
弹簧原长为6cm

(2)另一同学受上述实验的启发,用橡皮筋代替弹簧探究其弹力F与伸长量x之间的关系,测得数据如表 
测量组次 1 2 3 4 5 6
槽码总重力
G(N)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
橡皮筋伸
长量x(mm)
0 3.0 8.0 18.0 34.0 70.0
A.请根据表中数据在图3中画出F-x关系图象
B.根据图象知当橡皮筋所悬挂的槽码重0.25N时,橡皮筋的伸长量是
13
13
mm.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某同学利用如图1所示的实验装置来“验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒”.
①请完善以下实验步骤:
a.用游标卡尺测遮光条的宽度,多次测量取平均值L;
b.实验时,先接通气源,再调节气垫导轨,使导轨处于水平位置;
c.将滑块从图示位置由静止释放,读出遮光条通过光电门的时间△t;
d.计算出滑块通过光电门的速度v=
 
(用上述测量出的物理量表示).
②实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、
 

 
(用文字说明和相应字母表示).
③本实验通过比较
 
 
,在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.
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(2)某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.用如下器材进行测量:
电压表(量程l5V,内阻约30kΩ);     电流表(量程300μA,内约50Ω);
滑动变阻器(10Ω,1A);              电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个、导线若干.
下表是测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图3所示.
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根据以上所述请回答下面的问题:
①玻璃管内径d=
 
mm.
②请在图2中补画出未连接的导线.
③根据表数据在图4坐标中已描点,请作出U-I图象,由图象求出电阻R=
 
Ω(结果保留2位有效数字).
④计算该导电溶液的电阻率表达式是:ρ=
 
 (用R、d、L表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

本题共18分,其中(1)问8分,(2)问10分
(1)某同学利用如图图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其实验的部分原理是利用平抛运动的知识.那么:
①实验中必须要求的条件是
 

A.弧形斜槽必须尽可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切线必须水平
C.必须测量出小球的质量m,
D.小球每次必须从同一高度处滚下
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②实验中测得弧形斜槽末端离地面的高度为H,将钢球从斜槽的不同高度h处静止释放,钢球的落点距弧形斜槽末端的水平距离为s.则当s2与H、h的理论关系满足s2=
 
时,小球的机械能守恒.
③实验中,该同学发现实验结果不满足理论计算得到的s2-h关系,该同学认为出现这一结果的原因除了摩擦和空气阻力等外,还有一个原因可能是小球的大小,因此又用游标卡尺测了小球的直径,其结果如图图乙所示.关于该同学认为“小球的大小”对结果有影响的分析,你认为正确吗?
 
.(不需说明理由),小球的直径为
 
mm.
(2)(10分)某同学为了测量一个在不同电压下工作时的电热器Rx的阻值,已知电热器的额定电压为12V.在实验结束后,该同学记录的测量数据如下:
U/V 0 1.0 2.2 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0
I/A 0 0.08 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50
请根据上述信息完成下列问题:
①(2分)除电热器外,实验室里还给该同学提供了如下器材供选择:
A.电流表(0~3A,0.1Ω)
B.电流表(0~0.6A,10Ω)
C.电压表(0~3V,1kΩ)         D.电压表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω,0.3A)    F.滑动变阻器(0~l0Ω,2A)
G.输出电压为l6V的学生电源,H.导线、开关.那么该同学选择使用的器材是:
 
.(填序号)
②(4分)在虚线框内画出实验电路图.
③(4分)在图图丙中的坐标纸上作出U-I图象.并根据图象说明电热器的电阻大小随电压变化的关系
 

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