【题目】某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作,打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙同学断开电源,两打点计时器同时停止工作。取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验。
请回答以下问题:
(1)下图为小车A后面的纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50 Hz,则小车A的加速度a1=____m/s2(结果保留两位有效数字)。同样测出车B的加速度a2,若a1∶a2近似等于____,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与其受到的合外力成正比。
(2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值,只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究。他的验证方法是________,理由是________。
(3)下列操作中,对减少实验误差有益的是____。
A.换用质量大一些的钩码
B.换用质量大一些的小车
C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行
D.平衡小车运动时受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来
【答案】0.48; ; 比较x1∶x2是否近似等于1∶2; 小车从静止开始运动,纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等,由x= at2可知,x与a成正比,即距离之比等于加速度之比. AC;
【解析】
(1)由纸带可知,小车A的加速度,式中T=0.1s,代入数据可知;由装置可知,B车受的拉力等于A车所受拉力的2倍,若,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与其受到的合外力成正比.
(2)丙同学的验证方法是:比较是否近似等于1∶2;小车从静止开始运动,纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等,由可知,x与a成正比,即距离之比等于加速度之比.
(3)换用质量大一些的钩码,可减小实验的相对阻力,使得测量更准确,A正确;换用质量大一些的小车,会增大阻力,加大误差,B错误;调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行,可减小实验的误差,C正确;平衡小车运动时受到的摩擦力时,只让小车拖着纸带运动,而不应该连接细线,D错误.
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【题目】如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为R,A、B为其水平直径的两个端点,AC为1/4圆弧,一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆形轨道.不计空气阻力及一切摩擦,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 小球一定能从B点离开轨道
B. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C. 若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
D. 小球到达C点的速度可能为零
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【题目】如图所示,在足够高的水平桌面上放置两条相距l、足够长的平行导轨ab、cd,阻值R=1.0Ω的电阻与导轨a、d端相连,质量m1=0.5 kg、长度l=1 m、电阻r=0.5Ω的金属杆垂直于导轨并可在导轨上滑动,与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。整个装置处在匀强磁场中,磁场方向竖直向上、磁感应强度的大小B=1T。金属杆的中点系一不可伸长的绝缘轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量m2=0.5 kg的物块相连,绳处于拉直状态,其他电阻不计。物块从静止开始释放,g取10 m/s2,则物块在下落过程中
A. 最终将做匀速直线运动
B. 最大加速度为10 m/s2
C. 最大速度为6 m/s
D. 电阻R上产生的热量等于导体棒克服安培力做的功
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【题目】如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间,( )
A.a1=3g B.a1=0 C.△l1=2△l2 D.△l1=△l2
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【题目】如图所示,高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中,匀强电场的方向平行于竖直平面,一带电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v0从曲面底端的A点开始沿曲面表面上滑,到达曲面顶端B点的速度仍为v0,则
A. 电场力对小球做功为mgh+
B. A、B两点的电势差为
C. 小球在B点的电势能大于在A点的电势能
D. 电场强度的最小值为
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【题目】如图示真空中a、b、c、d四点共线且等距,a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E.若再将另一点电荷+2Q放在d点时,则
A. b点场强大小为,方向水平向右
B. b点场强大小为,方向水平向左
C. c点场强大小为,方向水平向右
D. c点场强大小为,方向水平向左
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【题目】用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______。
A.弹簧原长
B.当地重力加速度
C.滑块(含遮光片)的质量
(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将_____。
A.增大 B.减小 C.不变
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【题目】如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向,其半径R的大小可以连续调节,轨道上装有压力传感器,其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上,小车上表面与P点等高,小车右端与P点的距离s=2m。一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车,当小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时,压力传感器读数F与的关系如图乙所示。已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ= 0.2,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)小滑块到达P点时的速度v1的大小;
(2)图乙中a和b的值。
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【题目】如图所示,静放在水平地面上的两个相同的重物A、B,质量均为10kg,重物与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,现以F=60N的推力水平作用在A上。求:
(1)物体A的加速度;
(2)物体A对B的弹力。(g取10m/s2)
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