(1)放一个砝码时,弹簧秤的示数如图甲所示,其读数为___________N。
(2)增加砝码个数,重复上述实验,作出示数F与砆码个数n的关系图象如图乙所示,已知每个砝码的质量均为50g,重力加速度大小为9.80m/s2,可求得μ=___________(结果保留2位有效数字);由上述信息___________(选填“能”或“不能”)求出木块的质量。 【答案】 (1). 【解析】 【分析】
根据测量木块与水平传送带之间的动摩擦因数μ可知,本题考查“滑动摩擦力”,根据原理分析解题。
【详解】(1)由图可知,弹簧秤的最小分度为0.1N,所以其读数为3.85N; (2)由实验原理可得:
,联立解得:
,即
,由图象可得斜率
, 即
(2).
(3). 能
图线与纵轴的交点即为木块的重力,所以能求出木块的质量。
10.电动摩托车上的电瓶用久后供电性能会下降。某学习小组欲测量某旧电瓶的电动势E和内电阻r,实验电路如图所示。可供选择的器材如下:
A.待测电瓶(电动势约为12V,内阻约为2Ω) B.直流电流表(量程0~3A,内阻约为0.05Ω) C.直流电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω) D.定值电阻(阻值为30Ω,额定电流2A) E.定值电阻(阻值为10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(最大阻值为50Ω,额定电流2A) G.导线和开关 请回答下列问题:
(1)选择器材时电流表A1应选择___________,若要求实验时记录的电流表示数均不小于满偏的,定值电阻应选择___________(均选填字母序号)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于___________(选填“a”或“b”)端;
(3)若A1的读数为I1,A2的读数为I2,定值电阻阻值为R0,不计电流表内阻,则E和r的关系式为____;
(4)下列关于该小组测量误差情况分析正确的是___________ A.E和r的测量值均偏大 B.E和r的测量值均偏小 C.E的测量值准确,r测量值偏小 D.E的测量值准确,r测量值偏大
【答案】 (1). B (2). E (3). a (4). 【解析】 【分析】
根据某学习小组欲测量某旧电瓶的电动势E和内电阻r可知,本题考查“测电源的电动势与内阻“,根据闭合电路欧姆定律和电学知识进行分析处理。
【详解】(1)由于电源电动势为12V,内阻为2,所以流过电源的最大电流约为6A,故电流表A1应选:B;
由于B中的电流表的量程为3V,要使电流不小于满偏电流的三分之一,所以定值电阻应选:E; (2)为了保护用电器,开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻,所以应移到a端; (3)由闭合电路欧姆定律得:
;
(5). D
(4)由等效电路可知,电源没有接入电路中时,电源两端的电压即为电动势,所以电动势测量值与真实值相等,内阻的测量值为电源内阻与电流表A1串联值,即偏大,故选:D。 【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验方法,关键在明确根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式,再分析图象的意义,求得电动势和内电阻。
11.在游乐场中,父子两人各自乘坐的碰碰车沿同一直线相向而行,在碰前瞬间双方都关闭了动力,此时父亲的速度大小为v,儿子的速度大小为2v。两车瞬间碰撞后儿子沿反方向滑行,
父亲运动的方向不变且经过时间t停止运动。已知父亲和车的总质量为3m,儿子和车的总质量为m,两车与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,求: (1)碰后瞬间父亲的速度大小和此后父亲能滑行的最大距离; (2)碰撞过程父亲坐的车对儿子坐的车的冲量大小。 【答案】(1)【解析】 【分析】
根据父子两人各自乘坐的碰碰车沿同一直线相向而行,在碰前瞬间双方都关闭了动力可知,本题考查“碰撞中的动量问题”,根据动量守恒、动能定理、能量守恒列方程求解。 【详解】(1)设碰后瞬间父亲的速度大小为,由动量定理可得:
得:
,
(2)
设此后父亲能滑行的最大距离为s,由动能定理得:
解得:
;
(2)设碰后瞬间儿子的速度大小为 ,取父亲的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得:
设碰撞过程父亲坐的车对儿子坐的车的冲量大小为I,由动量定理可得:
解得:
。
12.如图甲所示,竖直平面固定有间距为L的两足够长金属导轨,金属棒MN和PQ通过套环套在导轨上,虚线上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,下方存在方向竖直向下的匀强骸场,两磁场的磁感应强度大小均为B,MN与导轨之间无摩擦,PQ与导轨之间的动摩擦因数为μ。t=0时PQ由静止释放,同时对MN施加一个竖直向上的拉力F,使MN沿导轨向上做初速度为零、加速度大小为a的匀加速运动,力F随时间t的变化规律如图乙,t1时刻F的大小是t=0时的3倍,两棒的总电阻为R,重力加速度大小为g,其余电阻不计,两棒运动过程中始终与导轨垂直。
(1)求t1时MN受到的安培力FA1的大小和方向;
(2)若在0~t1时间内两棒产生的总焦耳热为Q,求这段时间内拉力F做的功W;
(3)若PQ重力大小为G,请在图丙中大致画出PQ所受的摩擦力f随时间t变化的图线(不必写分析过程)。
【答案】(1) , 方向竖直向下。 (2) (3)
【解析】 【分析】
根据t=0时PQ由静止释放,同时对MN施加一个竖直向上的拉力F,使MN沿导轨向上做初速度为零、加速度大小为a的匀加速运动,力F随时间t的变化规律如图乙,t1时刻F的大小是t=0时的3倍可知,本题考查“电磁感应与动力学和能量的综合问题”,根据动力学,能量守恒等知识分析求解。
【详解】(1)设t1时MN的速度为v1,则
MN受到的安培力,方向竖直向下;
(2)设MN的质量为m,由牛顿第二定律得:
T时刻安培力得