利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像,实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M,并在挂钩的正下方固定一个小圆环(环中的光滑小孔O刚好够一根细线穿过)。
②取一根不可伸长的细线,一端固定一个小铁球,另一端穿过小孔O固定在传感器的挂钩上。
③让小铁球处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图乙所示。
④让小球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图丙所示。
请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小孔O到小铁球球心的距离为 m。(计算时取g≈π2)
(2)为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则( )
A.一定得测出小球的质量m
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图中的F0、F1、F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证等式 是否成立。(用题中所给物理量的符号来表示)
如图所示为气垫导轨的示意图.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过光电门G1、G2时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录.滑行器连同上面固定的条形挡光片的总质量为M,挡光片水平宽度为D,两光电门间距为s,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:
(1)用上述装置做“探究滑块的加速度与力的关系实验”.
①若M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________.
A.m1=5 g B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g
②在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为:____.(用Δt1、Δt2、D、s表示)
(2)若用上述装置做“探究恒力做功与滑块动能改变的关系”实验,需要直接测量的物理量是_______,探究结果的表达式是________.(用相应的符号表示)
(3)某学习小组还想用此装置来“验证机械能守恒定律”,需要验证的表达式_______ .
在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O,A,B,C,D,E,F共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出),如实图表所示.打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和记数点O对齐,从刻度尺上直接读取数据记录在表中.
线段 |
OA |
OB |
OC |
OD |
OE |
OF |
数据/cm |
0.54 |
1.53 |
2.92 |
4.76 |
9.40 |
(1)根据刻度尺读出E点的数值为m。
(2)由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度,图中与E点对应的速度为________m/s.
(3)某同学处理数据时,并未作出v-t图像,而是作图,s表示A、B、C、D、E、F各点到o点的距离,t表示对应的时间。由图可知,纵轴的截距表示,斜率表示。
在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误的步骤有________.
A.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带,再接通电源 |
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电源 |
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码 |
D.取下纸带 |
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
F.换上新纸带重复实验三次.
若该同学将以上步骤完善以后,请你将操作步骤按合理顺序填写在横线上
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在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳;先后两次拉伸橡皮条,一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条
①实验操作中,下列说法正确的是。
A.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行
B.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
C.拉力F1和F 2的夹角越大越好
D.先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
②实验中,要求先后两次力的作用效果相同,指的是。
A.用两个弹簧测力计拉力F1和F 2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
B.橡皮条沿同一方向伸长
C.橡皮条伸长到同一长度
D.橡皮条沿同一方向伸长到同一长度
③在共点力合成的实验中,根据实验数据画出力的图示,如图所示。图上标出了F1、F2、F、F′四个力,其中(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的。
①在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法正确的是( ).
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度 |
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 |
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 |
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等 |
②某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中的( )