某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
⑴实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1 Δt2(选填“>”、“=”或“<” )时,说明气垫导轨已经水平。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d = mm。
⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出 和 (写出物理量的名称及符号)。
⑷若上述物理量间满足关系式 ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
某实验小组利用如图1所示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律。实验大致过程:将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平;将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。已知重力加速度为g。
需要直接测量的物理量:挡光条的宽度l,两光电门中心之间的距离s,挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2,滑块和挡光条的总质量M,托盘和砝码的总质量m。
(1)用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=_______mm。
(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔEp=______(用直接测量的字母表示)。
(3)如果ΔEp=___________,则可认为验证了机械能守恒定律。
某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
待测干电池E(电动势约为1.5 V,内阻约为3 Ω)
直流电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约0.5 Ω)
直流电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.1 Ω)
电压表V1(量程0~2 V,内阻约为2 000 Ω)
电压表V2(量程0~6 V,内阻约为6 000 Ω)
滑动变阻器R1(最大电阻20 Ω,额定电流2 A)
滑动变阻器R2(最大电阻200 Ω,额定电流1 A)
电阻箱R3(最大电阻99.9 Ω,额定电流1 A)
开关、导线若干
(1)若用伏安法测电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精确度且便于调节,应选择的电流表是________,电压表是________,滑动变阻器是________。
(2)请将图甲中实物连接成实验电路.
(3)若用伏安法测电源电动势和内阻时,电流表现了故障,不能使用,实验小组如想方便且能较准确地进行测量,需将实验进行改进,只需去掉电流表,将上述器材中的________换成________即可.
(4)请在下框中画出改进后的实验电路图.
(5)实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据,对所得数据进行处理后,在坐标纸上作出了如图乙所示图线.由图线得出:干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮:木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。
(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,其中每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),测量出了1、2和4、5计数点间距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=________m/s2(保留两位有效数字)。
(2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是___________。
A.木板的长度L |
B.木板的质量m1 |
C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3 |
E.滑块运动的时间t
(3)滑块与木板间的动摩擦因数________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。
(4)该测量值与真实值相比 (填“偏大”,“偏小”,“准确”)。
(10分)小明、小强共同设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件的参数为:电池组(电动势约6 V,内阻r约3Ω)、电流表(量程2.0A,内阻rA=0.8Ω)、电阻箱R,(0~99.9Ω)、滑动变阻器R2(0~Rt)、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。
(1)小明先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是:先将滑动变阻器滑片调到某位置,接着闭合S2、S,断开S1,读出电流表的示数I;再闭合S、Sl,断开S2,调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时,电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(2)小强接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。
①他的实验步骤为:
a.在闭合开关前,调节电阻R1或R2至 (选填“最大值”或“最小值”),之后闭合开关S,再闭合 (选填“S1”或“S2”);
b.调节电阻 (选填“R1”或"R2”),得到一系列电阻值R和电流I的数据;
c.断开开关,整理实验仪器。
②图乙是他根据实验数据绘出的1/I R图象,图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表 ,电源电动势
E= V,内阻r= Ω。(计算结果保留两位有效数字)。
如图(甲),一端带有定滑轮的水平放置的长木板上固定有A、B两个光电门,与通过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示小车所受的拉力。
(1)在探究“合外力一定,加速度与质量的关系”时,某同学在实验中得到的五组数据,为了更直观地描述物体的加速度跟其质量的关系,请你根据他的描点在图(乙)的坐标系中画出图象。若不计空气阻力及一切摩擦,则该图线斜率值表示的意义是 。
(2)如图(丙),将长木板的左端抬高,小车遮光片装在右侧,使小车从靠近光电门A处由静止开始运动,读出测力计的示数F及小车在两光电门之间的运动时间t,改变木板倾角,测得多组数据,据此数据得到的的图线如图(丁)。实验中测得两光电门的距离L=1.0m,砂和砂桶的总质量m1=0.5kg,则图线的斜率为 (计算结果保留两位有效数字);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,则测得的图线斜率将 (选填“变大”、 “变小”或“不变”)