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下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量、分析,即可验证机械能守恒定律.
(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”上;
C.先释放纸带,再接通电源打出一条纸带;
D.测量纸带上某些点间的距离;
E.根据测量的结果,分别计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能.
其中操作不当的步骤是: (填选项对应的字母).
(2)正确操作后打出的纸带如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出AC的距离为s1,CE的距离为s2,打点的频率为f,根据这些条件,计算打C点时重锤下落的速率vc= .
(3)实验中发现,重锤减小的重力势能大于重锤动能的增量,其主要原因是在重锤下落的过程中存在阻力作用(设阻力恒定),可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,重锤的质量为m.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F= .
分)(秋如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把球沿水平方向抛出,同时球被松开而自由下落P、Q两球同时开始运动,这个实验能够观察到的现象是:两小球 落地,这个现象说明了 .
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图甲所示的装置,打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图乙所示,自A点起,相邻两点的距离分别为l0.0mm、12.0mm、14.Omm、16.0mm、18.0mm,则打E点时小车的速度为__________m/s,小车的加速度为__________m/s2;
(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持__________不变;若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持__________不变;
(3)该同学通过数据的处理作出了a一F图象,如图丙所示,则图中直线不过原点的原因可能是___________________。
以下是一位同学探究“弹力与形变的关系”的实验,他按以下步骤完成了正确的操作:
(1)将铁架台固定在桌子上,并将弹簧的一端系于铁架台的横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺;
(2)记下不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0;
(3)依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;
(4)以弹簧伸长量为横坐标,弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用直线连接起来,不能落在直线上的点使之均匀分布在直线的两侧;
(5)以弹簧的伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式;
(6)解释函数表达式中常数的物理意义.
下表是这位同学探究弹力与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
①算出每一次弹簧的伸长量,并将结果填在上表的空格内.
②请在坐标纸上作出F—x图线。
③可得弹簧的劲度系数k= N/m
小明同学做“研究匀变速直线运动”的实验。
(1)释放小车时,实验装置如图所示,指出该装置或操作中的错误:
A.电磁打点计时器接在直流电源上了
B.小车质量没有远大于钩码质量
C.小车离打点计时器过远
D没有平衡小车的摩擦力
(2)如图为改正装置后打下的一条纸带的中间部分,A、B、C、D为其中连续打出的四个点。由于操作不慎,C点模糊了,小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm,在打下C点时小车的速度为 m/s(此空结果保留三位有效数字)。
(3)在第(2)问中,设相邻计数点的时间间隔为T,小明设计了测量小车加速度的几种方法,你认为可行的是:
A.测量出AB的距离XAB,利用求出加速度
B.测出AB的距离XAB和BD的距离XBD,算出AB与BD段的平均速度vAB与vBD,利用求出加速度
C.测出AB的距离XAB和BD的距离XBD,利用求出加速度
D.测出AB的距离XAB和B到C模糊处中点的距离XBC利用估测小车的加速度
实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先用螺旋测微器测得导线横截面直径如图甲所示,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图乙所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω;
电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω;
定值电阻:R0=3 Ω;
电源:电动势6 V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
(1)导线截面直径为________mm
(2)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(3)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(4)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图丙所示,读数为________V.
(5)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).