在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如下。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,则该段重锤重力势能的减少量为_______J,而动能的增加量为________J,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示)。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是______________________________________。
(1)打点计时器所用电源为___,当电源频率为50Hz,每隔s打一个点,实验时放开纸带与接通电源的先后顺序是先。
(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带,他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,1,2,3,4,5。由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:
在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是____,打A纸带时,物体的加速度大小是___m/s2。
如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间和
,则小车加速度
。
(2)为减小实验误差,可采取的方法是( )
A.增大两挡光片宽度 B.减小两挡光片宽度
C.增大两挡光片间距 D.减小两挡光片间距
①在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为f=50Hz,实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带.甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm,0.19cm和0.18cm,肯定其中一个学生在操作上有错误,该同学是_____.其错误的操作是_________。
②丁同学用甲图所示装置进行实验,得到如图乙所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出O、A间的距离为68.97cm,点A、C间的距离为15.24cm,点C、E间的距离16.76cm,已知当地重力加速度为g=9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为J,重力势能的减少量为J. (保留三位有效数字)③在实验中发现,重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能,其原因主要是,
④用题目给出的已知量.求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为N.
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量M未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:撤去砂和砂桶,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列的点.
②按住小车,在左端挂上适当质量的砂和砂桶,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出
-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m应成关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,悬挂砂和砂桶的总质量应满足的条件是.
②如图2所示是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D是该同学在纸带上选取的连续四个计数点.该同学用刻度尺测出AC间的距离为SⅠ,测出BD间的距离为SⅡ.a可用SⅠ、SⅡ和Δt(打点的时间间隔)表示为a=.
③图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为,小车的质量为.
某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7。
(1):下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是.
测量记录表:
代表符号 |
L0 |
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
L5 |
L6 |
L7 |
刻度数值/cm |
1.70 |
3.40 |
5.10 |
8.60 |
10.3 |
12.1 |
(2)实验中,L3和L7两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中,并写在答题卷上。
(3)充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
d1=L4-L0=6.90cm,d2=L5-L1=6.90cm,d3=L6-L2=7.00cm。
请你给出第四个差值:d4==cm。
(4)根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。
用d1、d2、d3、d4
表示的式子为:=,代入数据解得
=cm。
(5)计算弹簧的劲度系数k=N/m。(g取9.8m/s2)