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4.牛頓運動定律的應用:已知運動求受力,已知受力求運動 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,采用如圖1所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼的質量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.
(1)當M與m的大小關系滿足
M>>m
M>>m
時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.

(2)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質量一定,改變小車及車中砝碼的質量,測出相應的加速度,采用圖象法處理數據.為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系,應該做a與
1
M
1
M
的圖象.
(3)如圖2(a),甲同學根據測量數據做出的a-F線,說明實驗存在的問題是
平衡摩擦力時木板傾角過大
平衡摩擦力時木板傾角過大

(4)乙、丙同學用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的a-F圖線,如圖2(b)所示,兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同?答:
兩小車及車上砝碼的總質量不同
兩小車及車上砝碼的總質量不同

(5)一組同學在先保持盤及盤中的砝碼質量一定,探究做加速度與質量的關系,以下做法正確的是:
BC
BC

A.平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差
D.小車運動的加速度可用天平測出m以及小車質量M,直接用公式 a=mg/M求出.
(6)已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,每相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出,利用圖3給出的數據可求出小車下滑的加速度a=
1.58m/s2
1.58m/s2
.(結果保留三位有效數字)

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(14分)

 

(1)開普勒行星運動第三定律指出:行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉周期T的二次方成正比,即k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處理,請你推導出太陽系中該常量k的表達式。已知引力常量為G,太陽的質量為M

(2)開普勒定律不僅適用于太陽系,它對一切具有中心天體的引力系統(如地月系統)都成立。經測定月地距離為3.84×108m,月球繞地球運動的周期為2.36×106S,試計算地球的質M。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,結果保留一位有效數字)

【解析】:(1)因行星繞太陽作勻速圓周運動,于是軌道的半長軸a即為軌道半徑r。根據萬有引力定律和牛頓第二定律有

                            ①

    于是有                           ②

即                                ③

(2)在月地系統中,設月球繞地球運動的軌道半徑為R,周期為T,由②式可得

                                ④

解得     M=6×1024kg                         ⑤

M=5×1024kg也算對)

23.【題文】(16分)

     如圖所示,在以坐標原點O為圓心、半徑為R的半圓形區域內,有相互垂直的勻強電場和勻強磁場,磁感應強度為B,磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子(不計重力)從O點沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運動,經t0時間從P點射出。

(1)求電場強度的大小和方向。

(2)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點以相同的速度射入,經時間恰從半圓形區域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。

(3)若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點射入,且速度為原來的4倍,求粒子在磁場中運動的時間。

 

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(1)在“研究勻變速直線運動"的實驗中,某同學得到了一條紙帶,如圖甲所示.已知每相鄰的兩點之間有四個點未畫出,則紙帶中B點對應的速度為 ______m/s,整段紙帶運動的平均加速度為______ m/S2.(結果保留兩位有效數字)

                            甲

(2)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(橡皮筋拉伸時  遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度  尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子,設計了如下實驗:如圖乙所示,將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結點為0,將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物.

①為完成該實驗,下述操作中必需的是 (        )

     

  A.測量細繩的長度                  B.測量橡皮筋的原長

  C.測量懸掛重物后橡皮筋的長度      D.記錄懸掛重物后結點O的位置

②釘子位置固定,欲利用現有器材,改變條件再次驗證,可采用的方法是_______

(3)在“驗證牛頓運動定律’’的實驗中,以下做法錯誤的是  _  .

  A.平衡摩擦力時,應將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上

  B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力

  C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源

  D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤的質量m’以及小車質量M,直接用公式a=m’/M  g求出

 

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(1)在“研究勻變速直線運動"的實驗中,某同學得到了一條紙帶,如圖甲所示.已知每相鄰的兩點之間有四個點未畫出,則紙帶中B點對應的速度為  ______m/s,整段紙帶運動的平均加速度為______ m/S2.(結果保留兩位有效數字)


(2)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(橡皮筋拉伸時 遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度 尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子,設計了如下實驗:如圖乙所示,將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結點為0,將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物.
①為完成該實驗,下述操作中必需的是(       )
     
A.測量細繩的長度                  B.測量橡皮筋的原長
C.測量懸掛重物后橡皮筋的長度      D.記錄懸掛重物后結點O的位置
②釘子位置固定,欲利用現有器材,改變條件再次驗證,可采用的方法是_______
(3)在“驗證牛頓運動定律’’的實驗中,以下做法錯誤的是 _ .
A.平衡摩擦力時,應將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源
D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤的質量m’以及小車質量M,直接用公式a="m’/M " g求出

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(1)在“研究勻變速直線運動"的實驗中,某同學得到了一條紙帶,如圖甲所示.已知每相鄰的兩點之間有四個點未畫出,則紙帶中B點對應的速度為  ______m/s,整段紙帶運動的平均加速度為______ m/S2.(結果保留兩位有效數字)

                             甲

(2)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(橡皮筋拉伸時  遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度  尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子,設計了如下實驗:如圖乙所示,將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結點為0,將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物.

①為完成該實驗,下述操作中必需的是 (        )

     

  A.測量細繩的長度                   B.測量橡皮筋的原長

  C.測量懸掛重物后橡皮筋的長度       D.記錄懸掛重物后結點O的位置

②釘子位置固定,欲利用現有器材,改變條件再次驗證,可采用的方法是_______

(3)在“驗證牛頓運動定律’’的實驗中,以下做法錯誤的是  _  .

  A.平衡摩擦力時,應將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上

  B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力

  C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源

  D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤的質量m’以及小車質量M,直接用公式a=m’/M  g求出

 

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