实验室可利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图12,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用速度传感器记录通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。
(1)实验主要步骤如下:
①测量__________和拉力传感器的总质量;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在靠右方的C点,接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在小车中增加砝码,或___________,重复②的操作。
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量
,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功。表格中的ΔE3=_________,W3=________。(结果保留三位有效数字)
(3)根据下表,请在右图中的方格纸上作出图线。
在测定镍铜合金丝电阻率的实验中,待测镍铜合金丝长L约0.8m,直径d小于1mm,电阻R在5Ω左右。
① 用螺旋测微器测量镍铜合金丝的直径,读数如图所示,其直径为mm.
② 在下图的实物中连接实物图。
③ 用伏安法测量镍铜合金丝的电阻,电压表的读数为U,电流表读数为I,根据测量值,得到镍铜合金丝电阻率的表达式为ρ=(用题中的符号表达).
④由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电阻率比实际值偏(填“大”或“小”).
“探究加速度与力、质量的关系”实验的原理如图所示.
(1)实验所需的器材有:附有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带和复写纸、低压学生电源、小车、砝码、小桶、砂子、细绳、和____.
(2)下列说法中正确的是
A.平衡摩擦力时,要用细绳把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上 |
B.平衡摩擦力后,如果改变了小车上砝码的数量,应重新平衡摩擦力 |
C.要将小桶和砂子的总重力![]() ![]() ![]() ![]() |
D.实验时应先接通电源再释放小车 |
(3)某学生保持小车及砝码的质量不变,测得5组小车加速度和拉力
的数据如下表所示,请你根据表中的数据在坐标纸上作出
-
图线.
![]() |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
![]() ![]() |
0.10 |
0.21 |
0.29 |
0.32 |
0.49 |
①该图线没有通过坐标原点的原因可能是.
②该图线的斜率所表示的意义是____.
(1)某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验,图是某次实验得出的纸带,所用电源的频率为50HZ,舍去前面比较密集的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm,d2=7.5cm,d3=13.5cm,则①物体做的运动,②物体通过1计数点的速度1=m/s;③物体运动的加速度为a =m/s2.
(2)(6分)在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中,某小组得出如图所示的图(F与AO共线),图中 是F1与F2合成的理论值;是F1与F2合成的实际值,在实验中如果将两个细绳套换成两根橡皮条,那么实验结果是否变化?
答:(填“变”或“不变”)。
(3)(10分)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验。图为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板。
①若保持砂和砂桶质量m不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的数据如表1所示。
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
小车加速度a/(m?s-2) |
1.98 |
1.48 |
1.00 |
0.67 |
0.50 |
小车质量M/kg |
0.25 |
0.33 |
0.50 |
0.75 |
1.00 |
质量倒数![]() |
4.00 |
3.00 |
2.00 |
1.33 |
1.00 |
根据表1数据,为直观反映F不变时a与M的关系,请在图所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系,并作出图线。从图线中得到F不变时,小车加速度a与质量M之间存在的关系是。
②某同学在探究a与F的关系时,把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F,作出a-F图线如图所示,试分析图线不过原点的原因是 。
③在这个实验中,为了探究两个物理量之间的关系,要保持第三个物理量不变,这种探究方法叫做
法。
(本题8分)小灯泡灯丝的电阻率会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据( I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I (A) |
0 |
0.21 |
0.34 |
0.42 |
0.47 |
0.50 |
U (V) |
0 |
0.40 |
0.80 |
1.20 |
1.60 |
2.00 |
(1) 在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有:电压表(约为1KΩ)、电流表(约为2Ω)、滑线变阻器(变化范围0~10Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干。(2)在图中坐标中画出U-I图像。
(本题12分)在“测定金属电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用刻度尺测量被测电阻丝的有效长度,如图所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度对齐,读数为cm。用螺旋测微器测金属丝直径,结果如图所示,读数为mm。
(2)电压表、电流表读数如右图,则U=,I=。
(3)根据电路图给实物图连线