① 用如圖1所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須平衡摩擦力.(1)某同學平衡
(1)小車由靜止下滑,說明重力沿斜面的分力大於摩擦力,因此平衡過度,所以內該同學的容操作錯誤,
正確的操作應該為給小車一個初速度,小車能夠帶動紙帶勻速下滑.
(2)如果這位同學先如(1)中的操作,導致平衡摩擦力過度,因此當小車上還沒有掛砂和砂桶時,小車應該就已經有加速度了,故C正確,A、B、D錯誤.
故選:C.
(3)根據△x=aT2,運用逐差法得,a=
(s3+s4)?(s1+s2) |
4T2 |
5 |
f |
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2 |
100 |
(2.41+3.03?1.21?1.83)×10?2×502 |
100 |
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2 |
100 |
② 用如圖1(甲)所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須進行平衡摩擦力.(1)
(1)小車由靜止下滑,說明重力沿斜面的分力大於摩擦力,因此平衡過度回,所以該同學的操作答不正確,正確的操作應該為逐漸調節木板不帶定滑輪的一端,給小車一個初速度,小車能夠帶動紙帶勻速下滑.
(2)如果這位同學先如(1)中的操作,導致平衡摩擦力過度,因此當小車上還沒有掛砂和砂桶時,小車應該就已經有加速度了,故圖象ABD錯誤,C正確.
故選C.
(3)由題意可知兩計數點之間的時間間隔為:△T=4T,根據勻變速直線運動推論有:
s3?s1=2a1△T2
s4?s2=2a2△T2
則a=
=a1+a2 2
,[(s3+s4)?(s1+s2)] 64T2
根據勻變速直線運動的平均速度等於中間時刻的瞬時速度得:
vB=
=xAC 2△T
=0.19m/s0.0183+0.0121 2×0.08
故答案為:(1)該同學的操作不正確.
應該這樣操作:逐漸調節木板不帶定滑輪的一端,直到給小車一定的初速度,小車能沿木板作勻速直線運動;
(2)C;
(3)
;0.19m/s.
[(s3+s4)?(s1+s2)] 64T2
③ 有一個同學經過思考,認為驗證牛頓第二定律的實驗裝置(如圖所示)也可以用來驗證動能定理.其實驗過程為
(1)從計數點A到計數點E,小桶和砂的重力所做的功W=mgh=0.11×9.8×(1.40-0.20)=1.294J
圖中各點為每10個打點內選出的計數點容(兩計數點間還有9個打點未標出),所以相鄰的計數點的時間間隔是0.2s.
勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等於該過程中的平均速度,因此有:
vA=
x0B
t0B
=2.2m/s
vE=
xDF
tDF
=3.8m/s
小車動能的增量△Ek=1/2mv
2E-1/2mv
2A=1.08J
(2)實驗結果W和△Ek在誤差允許范圍內總是不相等,你認為主要原因是:小車受到的拉力不等於小桶和砂的重力
故答案為:(1)1.294; 1.08
(2)小車受到的拉力不等於小桶和砂的重力
④ (1)如圖所示,是某同學所安裝的「驗證牛頓第二定律」的實驗裝置,他在圖示狀態下開始做實驗,該同學的
(1)安裝儀器時我們需要注意:①平衡摩擦力,將木板一端墊高;②細線與版木板平行,權保證拉力在小車前進的方向上;③打點計時器需要用交流電源;④釋放小車時應讓小車從靠近計時器處釋放,在紙帶上打上盡量多的點;
故錯誤之處有:①應將電池改為交流電;②沒有平衡摩擦力;③小車應靠近打點計時器端;④左端連接的細線應與木板平行
(2)由於每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
設第一個計數點到第二個計數點之間的距離為x1,以後各段分別為x2、x3、x4、x5、x6,
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加准確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值
得:a=
1 |
3 |
(0.0895+0.0961+0.1026)?(0.0705+0.0768+0.0833) |
9×(0.1)2 |
⑤ (7分)某同學用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律,請回答下列有關此實驗的問題: (1)該同學在實驗
(1)C (1分)(2)0.680(1分); 1.61(2分)(3)平衡摩擦力過度(1分) 砂和小砂桶的總質量回m不遠小於小答車和砝碼的總質量M(2分) ⑥ 在「驗證牛頓第二定律」的實驗中,採用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼
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