① 用如图1所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力.(1)某同学平衡
(1)小车由静止下滑,说明重力沿斜面的分力大于摩擦力,因此平衡过度,所以内该同学的容操作错误,
正确的操作应该为给小车一个初速度,小车能够带动纸带匀速下滑.
(2)如果这位同学先如(1)中的操作,导致平衡摩擦力过度,因此当小车上还没有挂砂和砂桶时,小车应该就已经有加速度了,故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
(3)根据△x=aT2,运用逐差法得,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 用如图1(甲)所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除摩擦力的影响,实验前必须进行平衡摩擦力.(1)
(1)小车由静止下滑,说明重力沿斜面的分力大于摩擦力,因此平衡过度回,所以该同学的操作答不正确,正确的操作应该为逐渐调节木板不带定滑轮的一端,给小车一个初速度,小车能够带动纸带匀速下滑.
(2)如果这位同学先如(1)中的操作,导致平衡摩擦力过度,因此当小车上还没有挂砂和砂桶时,小车应该就已经有加速度了,故图象ABD错误,C正确.
故选C.
(3)由题意可知两计数点之间的时间间隔为:△T=4T,根据匀变速直线运动推论有:
s3?s1=2a1△T2
s4?s2=2a2△T2
则a=
=a1+a2 2
,[(s3+s4)?(s1+s2)] 64T2
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得:
vB=
=xAC 2△T
=0.19m/s0.0183+0.0121 2×0.08
故答案为:(1)该同学的操作不正确.
应该这样操作:逐渐调节木板不带定滑轮的一端,直到给小车一定的初速度,小车能沿木板作匀速直线运动;
(2)C;
(3)
;0.19m/s.
[(s3+s4)?(s1+s2)] 64T2
③ 有一个同学经过思考,认为验证牛顿第二定律的实验装置(如图所示)也可以用来验证动能定理.其实验过程为
(1)从计数点A到计数点E,小桶和砂的重力所做的功W=mgh=0.11×9.8×(1.40-0.20)=1.294J
图中各点为每10个打点内选出的计数点容(两计数点间还有9个打点未标出),所以相邻的计数点的时间间隔是0.2s.
匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:
vA=
x0B
t0B
=2.2m/s
vE=
xDF
tDF
=3.8m/s
小车动能的增量△Ek=1/2mv
2E-1/2mv
2A=1.08J
(2)实验结果W和△Ek在误差允许范围内总是不相等,你认为主要原因是:小车受到的拉力不等于小桶和砂的重力
故答案为:(1)1.294; 1.08
(2)小车受到的拉力不等于小桶和砂的重力
④ (1)如图所示,是某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,他在图示状态下开始做实验,该同学的
(1)安装仪器时我们需要注意:①平衡摩擦力,将木板一端垫高;②细线与版木板平行,权保证拉力在小车前进的方向上;③打点计时器需要用交流电源;④释放小车时应让小车从靠近计时器处释放,在纸带上打上尽量多的点;
故错误之处有:①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行
(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=
1 |
3 |
(0.0895+0.0961+0.1026)?(0.0705+0.0768+0.0833) |
9×(0.1)2 |
⑤ (7分)某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律,请回答下列有关此实验的问题: (1)该同学在实验
(1)C (1分)(2)0.680(1分); 1.61(2分)(3)平衡摩擦力过度(1分) 砂和小砂桶的总质量回m不远小于小答车和砝码的总质量M(2分) ⑥ 在“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码
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