如图是某些同学根据实验数据画出的图像,下列说法中正确的是( )
图3-2-4
A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
【解析】:选AD.图甲和图丙是小车的质量确定不变,图甲中F=0时,即不施加拉力就有加速度,说明长木板的倾角过大,A正确;图丙中,当拉力达到某一值前没有加速度,说明平衡摩擦力不足,即长木板倾角过小,故C错误;乙和丁是对小车的拉力F确定不变,乙图中,=0时,即小车的质量无穷大时还有加速度,说明平衡摩擦力过度,木板倾角过大,B错误;丁图是小车的质量小到一定程度才有加速度,说明平衡摩擦力不足,木板倾角过小,故D正确.
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,下列做法和理由正确的是( )
A.实验中所用电源为低压直流电源
B.实验中纸带和细绳应与长木板严格平行,使力作用在物体运动方向的直线上
C.实验时,先放开小车,后接通电源
D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响
【解析】:选B.实验中所用电源为低压交流电源,频率为50 Hz,故A项错.实验时应先接通电源,打点计时器正常工作后,放开小车,故C错.实验中必须满足“重物的质量远小于小车的质量”,故D项错.选B项.
利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中,以下做法正确的是( )
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,打点计时器处于工作状态
D.若纸带上的点分布均匀,说明已平衡了摩擦力
【解析】:选BCD.因为小车在运动时要受到阻力,纸带与打点计时器间也有阻力,将长木板一端垫高一些,利用小车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力,此时不能将重物用细绳通过定滑轮系在小车上.
. 如图所示,在水平地面上放一质量为m的物体,物体上端与劲度系数为k的轻弹簧相连.在弹簧上端施加竖直向上的力F,使弹簧上端从弹簧自然状态由静止开始竖直向上做加速度为a的匀加速直线运动.问力F至少作用多长时间才能将物体拉起?写出在这段时间内拉力F随时间t的变化关系式.
图2-3-20
【解析】:恰好将物体拉起时,所用时间最短,此时弹簧的弹力恰好等于物体的重力,由此得kx=mg,解得x=,
由x=at2得t= = .
由于弹簧是轻弹簧,故拉力F始终与弹簧弹力大小相等,即F=kx=kat2,0≤t≤ .
.由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图2-3-19所示.则该弹簧的原长L为多少,劲度系数k为多少?
图2-3-19
【解析】:当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可以知道L=15 cm.当弹簧长度为5 cm时弹力大小为300 N,对应弹簧的压缩量为10 cm,由胡克定律F=k·x得:
k===30 N/cm=3×103 N/m.
如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同,甲中弹簧左端固定在墙上;乙中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;丙中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;丁中的弹簧左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.用l1,l2,l3,l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
图2-3-18
A.l2>l1 B.l4>l3
C.l1>l3 D.l2=l4
【解析】:选D.四个弹簧完全相同,劲度系数相同,而弹簧的弹力大小均等于弹簧右端的拉力大小,与弹簧左端的情况无关,由胡克定律F=kl可得:l1=l2=l3=l4,故只有D项正确.