用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,重锤从高处由静止开始落下,重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能定恒定律.
①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件; |
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上; |
C.用天平测量出重锤的质量; |
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带; |
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的步骤是 ;操作不恰当的步骤是 .
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式:a= .
③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是 .试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F= .
某小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0 V,0.7 A”;
电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2,量程0.6 A,内阻R2=0.2 Ω;
电压表V,量程3 V,内阻RV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1 Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
学生电源E,电动势6 V,内阻不计;
开关S及导线若干。
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46 A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______ Ω。
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______ V。
(3)小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所提供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________.
(2)本实验采用的科学方法是________.
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
(3)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中,①有重要遗漏的步骤的序号是______和________;
②遗漏的内容分别是_______________和_____________.
下图是用小车拖动纸带,用打点计时器测定匀加速运动的加速度打出的一条纸带,电源频率为50Hz。A.B.C.D.E为在纸带上所选的记数点。相邻计数点间有四个计时点未画出。
(1)打点时小车应与纸带________(填左或右)端连接
(2)AC段小车平均速度vAC =m/s;打点计时器打下A点时小车的瞬时速度vA = m/s。
(3)设AB.BC.CD.DE间距离分别用s1、s2、s3、s4表示,相邻两计数点间隔时间用T表示,则用s1、s2、s3、s4 和T表示小车加速度的表达式a=;代入数据,求得加速度为a=m/s2.((2)(3)问的计算结果保留小数点后两位)
如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带,从O点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50Hz),依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6,量得s1=1.22cm,s2=2.00cm,s3=2.78cm,s4=3.62cm,s5=4.40cm,s6=5.18cm.
(1)相邻两计数点间的时间间隔为T= s
(2)打点计时器打计数点3时,小车的速度大小V3= m/s
(3)计算小车的加速度大小为a= m/s2(计算结果保留两位有效数字).
利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E和内阻r,电路如图所示,图中R1为粗调滑线变阻器,R2为微调滑线变阻器,实验得到四组数据如表中所示.
I(mA) |
U(V) |
50.0 |
1.35 |
75.0 |
1.28 |
100 |
1.20 |
150 |
1.05 |
(1)由第1组和第3组数据列方程组可解得电源电动势E= V,内阻r= Ω。
(2)现有滑线变阻器:A(10Ω,1A),B(500Ω,0.5A),C(500Ω,0.1A).那么在本次实验中,滑线变阻器应选用 ,
应选用 。(填“A”、“B”或“C”)