在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为计数点,相邻的两个计数点间的时间间隔均为0.1s。(注意:图中所给出的数据单位为㎝)。根据纸带上所给出的数据,计算打下纸带上B点时小车的瞬时速度的大小为vB= m/s,小车运动的加速度的大小为a= m/s2。
某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示。 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球。 手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球。 当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落。这样,就可测出多个小球下落的总时间。
(1)在实验中,下列做法正确的有()
A.电路中的电源只能选用交流电源 |
B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方 |
C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度 |
D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时 |
(2)实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s。可求出重力加速度g=_______m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△t磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差△t,这导致实验误差。 为此,他分别取高度和
,测量n个小球下落的总时间
和
。他是否可以利用这两组数据消除
对实验结果的影响?请推导说明。
学习了传感器之后,在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时,甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”,分别用如图(a)、(b)所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(A)固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F,乙组直接用力传感器测得拉力F,改变重物的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F图像。
(1)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是 。
(2)图(c)中符合甲组同学做出的实验图像的是 ;符合乙组同学做出的实验图像的是 。
某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号)。
A.小球的质量m |
B.小球抛出点到落地点的水平距离s |
C.桌面到地面的高度h |
D.弹簧的压缩量△x |
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek= 。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出,如果h不变.m增加,s—△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”):如果m不变,h增加,s—△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的 次方成正比。
研究小车匀变速直线运动,打点计时器的工作频率为50 Hz,纸带上计数点的间距如图所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.
⑴部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带. |
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车. |
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连. |
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔. |
上述实验步骤的正确顺序是:____________(用字母填写).
⑵图纸带中标出的相邻两个计数点的时间间隔T=________s.
⑶计数点E对应的瞬时速度大小计算式为vE=___________.
⑷为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=____.
在探究物体的加速度(a)跟合外力(F)和质量(m)的关系实验中,某同学的实验方案如图甲所示,用沙桶的重力表示小车受到的合外力F.
(1)为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力.某同学平衡摩擦力时是这样操作的:将小车静止地放在水平长木板上.把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止.请问这位同学的操作是否正确?
(2)为使装有细砂的小桶的总重力在数值上近似等于小车运动时的拉力,应满足的条件是桶及桶内细砂的总质量 小车的质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
(3)该同学在“保持小车质量M不变,探究a与F的关系”时记录了实验数据,并将数据在坐标系中描点,作出a-F图象,如图乙所示;由图线求出小车的质量等于 kg, 从理论上来看“a﹣F”图象是过原点的一条直线,本次实验得到的图线却如图乙所示,
其中的原因是 .