综合题18.0分
物理

21.(1)①图示为探究牛顿第二定律的实验装置,该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离,另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.

下面说法正确的是_______(选填字母代号).

A.用该装置可以测出滑块的加速度

B.用该装置探究牛顿第二定律时,要保证拉力近似等于沙桶的重力,因此必须满足m<<M

C.可以用该装置验证机械能守恒定律,但必须满足m<<M

D.可以用该装置探究动能定理,但不必满足m<<M

②某同学采用控制变量法探究牛顿第二定律,在实验中他将沙桶所受的重力作为滑块受到的合外力F,通过往滑块上放置砝码改变滑块的质量M。在实验中他测出了多组数据,并画出了如图所示的图像,图像的纵坐标为滑块的加速度a,但图像的横坐标他忘记标注了。

       

则下列说法正确的是(     )

    A.图像的横坐标可能是F,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

    B.图像的横坐标可能是M,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

    C.图像的横坐标可能是,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

    D.若图像的横坐标是,且没有满足m<<M,图像的AB部分应向虚线上方偏离

(2)某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:

    

A.按装置图安装好实验装置;

B.用游标卡尺测量小球的直径d;

C.用米尺测量悬线的长度l;

D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数1、2、3……。当数到20时,停止计时,测得时间为t;

E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤C、D;

F.计算出每个悬线长度对应的t 2;

G.以t 2为纵坐标、l为横坐标,作出t 2 - l图线。

结合上述实验,完成下列任务:

①用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图2所示,读出小球直径d的值为_______cm。

   

②该同学根据实验数据,利用计算机作出t 2 – l图线如图3所示。根据图线拟合得到方程t 2 = 404.0l+3.5。由此可以得出当地的重力加速度g =___________m/s2。(取π 2 = 9.86,结果保留3位有效数字)

③从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是(     )

A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;

B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;

C.不应作t 2 – l图线,而应作t– l图线;

D.不应作t 2 – l图线,而应作t 2 –(l+d)图线。

考察知识点

  • 验证牛顿第二运动定律
  • 用单摆测定重力加速度

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)①AB  ;②AC

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知识点

验证牛顿第二运动定律 用单摆测定重力加速度