Ⅰ.某物理课外小组想探究“带风帆的玩具小车所受的阻力与运动速度的关系”,他们进行了以下实验探究:
(1)猜想:
①f阻与车的速度v无关 ②f阻∝v ③f阻∝v2
(2)探究步骤
①将带有风帆的玩具小车、己连接好电源的打点计时器和纸带按如图甲所示安装在光滑倾斜的长木板上:②接通打点计时器电源(电源频率f=50Hz),使玩具小车从静止开始加速运动,足够长的时间后关闭打点计时器;③改变长木板的倾角,重复以上实验,记录实验数据如下表所示:请你根据该小组的探究完成下列的问题:
(Ⅰ)图乙是倾角θ=10°的一条打点纸带,通过计算完成表中对应的空白项。
实验次数 |
木板倾角θ |
sinθ |
小车匀速运动时的速度v(m/s) |
小车匀速运动时速度的平方v2(m/s)2 |
1 |
4° |
0.07 |
0.60 |
0.36 |
2 |
10° |
0.18 |
|
|
3 |
24° |
0.41 |
3.51 |
12.32 |
4 |
36° |
0.59 |
5.06 |
25.60 |
5 |
48° |
0.74 |
6.34 |
40.20 |
6 |
60° |
0.87 |
|
|
(Ⅱ)通过观察表中的实验数据,试写出倾角θ=60°时小车匀速运动的速度并填在表中对应的空白处。
(Ⅲ)结论:在实验误差范围内,通过对数据的观察分析,玩具小车所受的阻力与运动速度的定性关系是 。
Ⅱ.“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验电路如图所示,a、b、c、d是四种不同的金属丝。
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示。
编号 |
材料 |
长度(m) |
横截面积(mm2) |
A |
镍铬合金 |
0.8 |
0.8 |
B |
镍铬合金 |
0.5 |
0.5 |
C |
镍铬合金 |
0.3 |
0.5 |
D |
镍铬合金 |
0.3 |
1.0 |
E |
康铜丝 |
0.3 |
0.5 |
F |
康铜丝 |
0.8 |
0.8 |
(1)电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的_____________(用表中编号A、B、C、D、E、F表示)。
(2) 为测量某一种电阻丝单位长度上的电阻R0,某同学利用一段带有滑动片P且粗细均匀的电阻丝AB和下列器材做实验:图为某次测量电阻丝长度和直径示意图,甲图为20等分的游标卡尺,读数为 mm;乙图为螺旋测微器,读数为 mm。
其余器材如下:
A.电流表:500mA、4Ω;
B.电阻箱R/:最大阻值99.9Ω,阻值最小变量为0.1Ω;
C.定值电阻R:阻值为1.2Ω;
D.电源:电动势为6V,内阻r=0.4Ω;
E.开关S、导线若干。
实验时采用如图所示电路(虚线框中电路未画出),滑动片P与电阻丝接触良好,且AP长记为L,其他导线电阻不计。改变电阻丝连入电路的长度L,分别测出通过电阻丝的电流值如下表:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
L/m |
0.5000 |
0.4000 |
0.3000 |
0.2000 |
0.1000 |
I/A |
0.83 |
0.96 |
1.11 |
1.39 |
1.78 |
![]() |
1.20 |
1.04 |
0.90 |
0.72 |
0.56 |
根据测得的数据,该同学作出了电阻丝的图象,如图所示。
①请将实验电路图中虚线框中电路补充完整。要求:无论P滑至何处,电流表均安全,并且能尽可能准确地测出上表中的电流值。
②由图像得出该电阻丝单位长度上的电阻R0=______Ω/m。此时电阻箱R’连入电路的阻_____Ω。
如图,在高h1=30m的光滑水平平台上,质量m1=1kg的小物块以1水平速度v1与质量m2=2kg的静止小物块2正碰,碰后合为一个小物块3;小物块3做平抛运动,恰从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点的高度h2=15m,圆弧轨道的圆O与平台等高,轨道最低点C的切线水平,并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接;小物块3沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞。g=10m/s2。求:
(1)小物块1的水平速度v1的大小?
(2)若小物块3与墙壁只发生一次碰撞,碰后速度等大反向,没有冲出B点,最后停在轨道CD上的某点p(p点没画出)。设小物块3与轨道CD之间的动磨擦因数为μ,求μ的取值范围。
Ⅱ某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ,设计了如图甲所示的电路.已知滑片P与电阻丝有良好的接触,其他连接导线电阻不计.现有以下器材:
A.待测电流表G(量程为60mA,内阻Rg)
B.一段粗细均匀的电阻丝AB(横截面积为S=1.0×10-7m2,总长度为L总="60" cm)
C.定值电阻R=20Ω
D.电源E(电动势为6V,内阻不计)
E.毫米刻度尺
F.电键S,导线若干
(1)连接好电路,闭合电键S,调节滑片P的位置,测出电阻丝AP的长度L和电流表的读数I;改变P的位置,共测得5组L与I的值.
(2)根据测出的I的值,计算出的值,并在坐标纸上描出了各数据点(L,
),如图丙所示,请根据这些数据点在图丙上作出
-L的图象.
(3)由-L的图象可得待测电流表内阻Rg=________Ω,电阻丝电阻率ρ=_________Ω·m.(结果保留两位有效数字)
(4)实验所提供的器材中,如果电源E的内阻未知且不能忽略,其他条件不变,则()
A.仍能测出Rg和ρ B.Rg和ρ均不能测出
C.只能测出Rg D.只能测出ρ
Ⅲ.在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中
(1)第一组同学利用如图a的实验装置测量,电压表应选择量程(填“3V”或“15V”),实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为W
(2)第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示,则根据图象可知,电池的电动势为 V,内阻为W
Ⅰ (1)在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口附近处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离cm,B、C间距离y 2 =14.58cm.(g取9.80m/s2)
根据以上直接测量的物理量得小球初速度为_____(用题中所给字母表示)
②小球初速度的测量值为_____________m/s。(保留两位有效数字)
使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,在选定的纸带上依次取计数点如图所示,纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置,那么纸带的 端(填“左”或“右”)与重物相连.设打点计时器的打点周期为T,且O为打下的第一个点。当打点计时器打点“3”时,物体的动能表达式为 __,若以重物的运动起点O为参考点,当打第点“3”时物体的机械能表达式为。
某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有.
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是,实验时首先要做的步骤是.
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2).则本实验最终要验证的数学表达式为(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).