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某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上的打点求得.

(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:根据下表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图c方格坐标纸作出图线.
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小车加速度a/m?s-2[1.981.721.481.251.000.750.480.500.30
小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.67
小车质量/kg-14.003.443.002.502.001.411.331.000.60
(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:______.
【答案】分析:(1)根据△x=aT2求出纸带的加速度.
(2)为研究a与m的关系,作a与的关系关系图线,注意选取好标度.
(3)图线不通过坐标原点,当F为某一值时,加速度为零,知平衡摩擦力不足.
解答:解:(1)从纸带上看出,相邻两点间位移之差为一恒量,△x=0.51cm,根据△x=aT2得,a=.
(2)如图.
(3)图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知平衡摩擦力不足.

故答案为:(1)3.2,(2)如图(3)平衡摩擦力不足.
点评:解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度,以及在作图时注意,偏离比较远的点可以舍去.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

我国发射的“嫦娥一号”探月卫星,实现了国人百年奔月的梦想.
(1)如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想,其中不可能实现的是哪个图对应的轨道,你的理由是什么?

(2)如果宇航员在月球表面上,测出小物块自由下落h高度所用的时间为t;测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T,已知万有引力常量为G.请你用上述各量推导出月球质量的表达式.
(3)某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想:卫星要把拍摄到的各种图片信息,持续不断地用微波发回地面时,由于月球的遮挡,在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号.为了验证自己的猜想,他们设计了如图2所示的电脑模拟实验:固定地球和月球模型,让卫星绕月旋转,在地球上安装微波接收器,证实了他们的猜想是正确的.
在实验中他们设计和测量的各类数据是:地球、月球和卫星的质量分别为m地、m月和m卫,卫星绕月球运行的周期为T,轨道半径为r卫=2r,地球和月球的半径分别为r地=3r和r月=r,地球与月球之间的质心距离为L=180r.请你求出:在这个模拟实验中,卫星绕月球运行一个周期的时间内,地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间(万有引力恒量为G,cos89°=
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).

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(2008?黄冈一模)2007年10月24日18时05分,我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星.某同学查阅了一些与地球、月球由关的数据资料并设计了一下两个问题,请你解答:
(1)已知地球半径R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动可以近似看做时匀速圆周运动.试求月球绕地球运动的轨道半径r.
(2)假设某宇航员乘登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方h高出以水平速度v0抛出一个小球,小球落回月球表面处到抛出点的水平距离为s.已知月球半径为R月,万有引力常量G.试求月球的质量M月.

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(2)如果宇航员在月球表面上,测出小物块自由下落h高度所用的时间为t;测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T,已知万有引力常量为G.请你用上述各量推导出月球质量的表达式.
(3)某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想:卫星要把拍摄到的各种图片信息,持续不断地用微波发回地面时,由于月球的遮挡,在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号.为了验证自己的猜想,他们设计了如图2所示的电脑模拟实验:固定地球和月球模型,让卫星绕月旋转,在地球上安装微波接收器,证实了他们的猜想是正确的.
在实验中他们设计和测量的各类数据是:地球、月球和卫星的质量分别为m地、m月和m卫,卫星绕月球运行的周期为T,轨道半径为r卫=2r,地球和月球的半径分别为r地=3r和r月=r,地球与月球之间的质心距离为L=180r.请你求出:在这个模拟实验中,卫星绕月球运行一个周期的时间内,地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间(万有引力恒量为G,cos89°=
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(2)假设某宇航员乘登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方高出以水平速度 抛出一个小球,小球落回月球表面处到抛出点的水平距离为。已知月球半径为,万有引力常量G。试求月球的质量。

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科目:高中物理 来源:2007-2008学年江苏省徐州市高一(下)期末物理试卷(解析版) 题型:解答题

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