在利用右圖所示裝置進(jìn)行的“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中,為了使小車受到的合外力等于小沙桶和沙的總重力,通常采用如下兩個(gè)措施:(A)平衡摩擦力:在長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊,Y反復(fù)移動(dòng)木塊的位置,直到小車在小桶的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng);(B)調(diào)整沙的多少:使沙及小沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M,在實(shí)際操作中一般取m約為M的1/100.請(qǐng)問:
(1)以上哪一個(gè)措施中有何重大錯(cuò)誤?
(2)在改正了上述錯(cuò)誤之后,保持小車和砝碼的總質(zhì)量M不變.反復(fù)改變沙的質(zhì)量,并測得一系列數(shù)據(jù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車受到的合外力(小桶及砂的重量)與加速度的比值略大于小車和砝 碼的總質(zhì)量M,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑輪非常光滑,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常,且事先基本上平衡了摩擦力,那么出現(xiàn)這種情況的主要原因是什么?
①______
②______.

解:(1)(A)中平衡摩擦力時(shí),不應(yīng)用小桶拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng),應(yīng)讓小車自身下滑來平衡摩擦力即可.故選A.
(2)由于小車受到的實(shí)際拉力F<mg,而處理數(shù)據(jù)時(shí)卻確認(rèn)為F=mg,結(jié)果導(dǎo)致測量值=M+m大于實(shí)際值
故答案為:(1)A(2)由于小車受到的實(shí)際拉力F<mg,而處理數(shù)據(jù)時(shí)卻確認(rèn)為F=mg,結(jié)果導(dǎo)致測量值=M+m大于實(shí)際值
分析:在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,為了使小車受到合外力等于小沙桶和沙的總重量,通常采用如下兩個(gè)措施:①平衡摩擦力:將長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊,反復(fù)移動(dòng)木塊的位置,直到小車在無動(dòng)力的作用下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng);②調(diào)整沙的多少,使沙和小沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M
點(diǎn)評(píng):“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)考查的知識(shí)點(diǎn)主要是:(1)實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題,可結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理記憶;(2)紙帶處理,一般求速度和加速度,速度找平均速度替代,加速度一般用逐差法.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

如圖甲所示為湯姆生在1897年測量陰極射線(電子)的比荷時(shí)所用實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖.K為陰極,A1和A2為連接在一起的中心空透的陽極,電子從陰極發(fā)出后被電場加速,只有運(yùn)動(dòng)方向與A1和A2的狹縫方向相同的電子才能通過,電子被加速后沿00’方向垂直進(jìn)人方向互相垂直的電場、磁場的疊加區(qū)域.磁場方向垂直紙面向里,電場極板水平放置,電子在電場力和磁場力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn).已知圓形磁場的半徑為r,圓心為C.
某校物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用該裝置,進(jìn)行了以下探究測量:
第一步:調(diào)節(jié)兩種場的強(qiáng)弱.當(dāng)電場強(qiáng)度的大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),使得電子恰好能夠在復(fù)合場區(qū)域內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng).
第二步:撤去電場,保持磁場和電子的速度不變,使電子只在磁場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α(CP與OO′下之間的夾角).
求:(1)電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度;
(2)電子的比荷
e
m

(3)有位同學(xué)提出了該裝置的改造方案,把球形熒屏改成平面熒屏,并畫出了如圖乙的示意圖.已知電場平行金屬板長度為L1,金屬板右則到熒屏垂直距離為L2.實(shí)驗(yàn)方案的第一步不變,可求出電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度.第二步撤去磁場,保持電場和電子的速度不變,使電子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點(diǎn)的距離
.
O/Q
=y
.同樣可求出電子的比荷
e
m
.請(qǐng)你判斷這一方案是否可行?并說明相應(yīng)的理由.

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年北京市豐臺(tái)區(qū)高三(上)期末物理模擬試卷(解析版) 題型:解答題

如圖甲所示為湯姆生在1897年測量陰極射線(電子)的比荷時(shí)所用實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖.K為陰極,A1和A2為連接在一起的中心空透的陽極,電子從陰極發(fā)出后被電場加速,只有運(yùn)動(dòng)方向與A1和A2的狹縫方向相同的電子才能通過,電子被加速后沿00’方向垂直進(jìn)人方向互相垂直的電場、磁場的疊加區(qū)域.磁場方向垂直紙面向里,電場極板水平放置,電子在電場力和磁場力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn).已知圓形磁場的半徑為r,圓心為C.
某校物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用該裝置,進(jìn)行了以下探究測量:
第一步:調(diào)節(jié)兩種場的強(qiáng)弱.當(dāng)電場強(qiáng)度的大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),使得電子恰好能夠在復(fù)合場區(qū)域內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng).
第二步:撤去電場,保持磁場和電子的速度不變,使電子只在磁場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α(CP與OO′下之間的夾角).
求:(1)電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度;
(2)電子的比荷;
(3)有位同學(xué)提出了該裝置的改造方案,把球形熒屏改成平面熒屏,并畫出了如圖乙的示意圖.已知電場平行金屬板長度為L1,金屬板右則到熒屏垂直距離為L2.實(shí)驗(yàn)方案的第一步不變,可求出電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度.第二步撤去磁場,保持電場和電子的速度不變,使電子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點(diǎn)的距離.同樣可求出電子的比荷.請(qǐng)你判斷這一方案是否可行?并說明相應(yīng)的理由.

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