气垫导轨装置如图甲所示,由导轨、滑块、挡光条、光电门等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔。向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上(图乙),这样可忽略滑块所受的摩擦力。
用数字计时器测量滑块通过光电门的时间,从而计算滑块通过光电门时的速度。测量时,在滑块上插一块挡光条,如图丙所示。挡光条前沿经过光电门时开始计时,后沿经过光电门时计时停止,计时器上显示的就是滑块发生位移l所用的时间。
如图所示,某同学用一端安装有光电门的上述气垫导轨AB做验证机械能守恒定律的实验。当光电门中有物体通过时与之连接的数字计时器(图中未画出)能够显示挡光时间。实验中,B端放在水平桌面上,而A端用完全相同的小木块垫高,将滑块自A端由静止释放,由数字计时器记录挡光时间。通过调整A端所垫小木块的数量,改变下落高度,再重复做实验,已知挡光条长度为4.00 cm,。
(1) A端所有小木块的高度之和即为滑块滑动过程中下落的高度。用游标卡尺测量其中一块小木块的高度如图,其读数为_________cm。
(2)某次实验中,滑块通过光电门时,数字计时器显示挡光时间为2×10-2S,则小滑块通过光电门的速度为___ __m/s。
(3)根据实验中测量的速度v,滑块下落的高度h,做出随下落的高度h变化的图象,下列各图中正确的是:
(4)若滑块是从C点由静止释放的,还想完成验证机械能守恒定律实验。必须测量下列哪些物理量 ( )
A.数字计时器显示的挡光时间 | B.滑块的质量 |
C.BC两点的高度差 | D.AB和BC的长度,所有小木块的高度 |
某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3 m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g=9.8 m/s2,注:表格中M为直尺质量)
![]() |
vi![]() (m·s-1) |
ΔE ki=![]() |
Δhi (m) |
MgΔhi |
|
1 |
1.21 |
3.13 |
|||
2 |
1.15 |
3.31 |
0.58M |
0.06 |
0.58M |
3 |
1.00 |
3.80 |
2.24M |
0.23 |
2.25M |
4 |
0.95 |
4.00 |
3.10M |
0.32 |
3.14M |
5 |
0.90 |
0.41 |
(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:。
(2)请将表格中数据填写完整。v5,ΔE k5 =,MgΔh5=
(3)通过实验得出的结论是:。
(4)根据该实验请你判断下列ΔEk-Δh图像中正确的是()
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到.
①当M与m的大小关系满足时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力.
②甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的图线,如图a所示.则实验存在的问题是.
③乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时,画出了各自得到的图线,如图b所示.则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同? 答:.
④下图是实验中得到的纸带.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为m/s2.(结果保留三位有效数字)
)读出下列游标卡尺和螺旋测微器的示数
游标卡尺的示数为cm; 螺旋测微器的示数为cm
某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节 |
B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r=0.3Ω |
C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.1Ω |
D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知 |
E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10Ω,2 A
G.滑动变阻器2:0~100Ω,1 A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:__________(填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择下图中的__________(填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=__________V,内电阻r=__________Ω。
测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下:
①用天平称出物块Q的质量m;
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h;
③将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D;
④重复步骤③,共做10次;
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用刻度尺测量圆心到C′的距离s。
用实验中的测量量表示:
(1)物块Q到达B点时的动能EkB=__________;
(2)物块Q到达C点时的动能EkC=__________;
(3)在物块Q从B运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功Wf=__________;
(4)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=__________。