与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2.
(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度为d(已知l»d),光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1、t2,则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=____________
(2)用米尺测量两光电门间距为l,则小车的加速度表达式a=___________
(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是:在__________________________________的情况下,调节长木板的倾角,轻推小车让其下滑,直至________________________________;
(4)实验中,有位同学通过测量,把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F,作出a—F图线,如图丙中的实线所示.试分析:图线不通过坐标原点O的原因是_____________________;曲线上部弯曲的原因是_________________________.
(6分)如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出。由图中数据可求得:
(1)该物体的加速度为_______________m/s2
(2)第3个计数点与第2个计数点的距离约为______________cm
(3)打第3个点时该物体的速度为______________m/s
实验桌上放有一小木块、一块长木板、一个轻弹簧、一把刻度尺、一段细线、一个铁架台,在没有其他实验器材的情况下,一实验小组的同学想猜出木块与木板之间的动摩擦因数。
(1)这组同学设计出了下面两种方案,你认为哪种方案比较合理__________
方案甲:固定木板,水平拉弹簧使木块做匀速直线运动(如图甲)
方案乙:固定弹簧一端,另一端与木块相连,水平拉到木板(如图乙)
(2)在选定合理的方案后,由于无法测出木块对平木板的压力和木块受到的摩擦力,于是同学们想出了下面的办法进行测量,请你根据提示求出木块与木板间的动摩擦因数。
a. 如图丙将弹簧竖直固定在铁架台上,用刻度尺测出弹簧的长度L1;
B. 如图丁,在图丙的基础上将小木块挂在弹簧的下端,用刻度尺测出弹簧的长度L2;
C.根据你的选择,测出图甲(或图乙)中弹簧的长度L3;
D.根据上面的操作步骤,你可以得出小木块与木板间的动摩擦因数为=_____________
(8分)采用如图所示的实验装置,“探究加速度与力、质量间的关系”。
(1)下列说法中正确的是________
A.探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小 |
B.探究加速度与力的关系时,应改变小车的质量 |
C.在拉力一定时,小车的质量M越大,加速度a越小,故用图象处理数据时,直接画a-M图象,不能直观判断在拉力一定情况下小车加速度与其质量的关系 |
D.当小车的质量M远大于砝码盘和砝码的总质量m时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小 |
(2)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)
F/N |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
a/(m·s-2) |
0.10 |
0.20 |
0.28 |
0.40 |
0.52 |
①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象;
②实验中小车所受摩擦力大小约为_________N;
③实验中小车质量为____________kg
(6分)在研究平抛物体的运动实验中,用10次/秒的频闪照相机对正在做平抛运动的小球进行拍摄,如图是所得照片的一部分。已知照片背景是每格边长为5cm的正方形格子。由图知
(1)小球做平抛运动的初速度=___________m/s
(2)小球做平抛运动的加速度=____________m/s2
在用自由落体验证机械能守恒的实验中,用如图所示的装置打出一条纸带。在纸带上选取某两点,测量并计算出两点间动能的增量和重力势能的减少量
,一般实验的结果总是
_____
(填“>”、“=”或“<”),产生这一结果的原因是__________________________.