一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
(2)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
(3)在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是_______________________________。
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________,单位是________。
某同学在“探究小车运动速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图a所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下式(要求保留三位有效数字)
vB= m/s;vc= m/s;vD= m/s;vE= m/s;vy= m/s.
(2)若从纸带上打A点的时刻开始计时,将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度在如图b所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
(3)根据作出的图象计算小车的加速度.
某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了尽量准确测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图1所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选 (选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整.请判断用此电路测出来的R0较真实值相比 .(填“偏大”或“偏小”)
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,某同学设计了如图2所示的电路图.根据测量数据作出﹣
图象,如图3所示.若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E= ,内阻r= (用k和b表示).该实验电动势E的测量值与真实值相比 ,内阻r的测量值与真实值相比 ,(填“偏大”、“偏小”、或“准确”).
某同学用多用电表测定一只电阻的阻值,多用电表电阻挡有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω、×1Ω.该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太小.①为了准确地进行测量,请你从以下给出的操作步骤中,选择必要的步骤,并排出合理顺序: .(填步骤前的字母)
A.旋转选择开关至欧姆挡“×lΩ” |
B.旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω” |
C.旋转选择开关至“OFF”,并拔出两表笔 |
D.将两表笔分别连接到Rx的两端,读出阻值后,断开两表笔 |
E.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
②按正确步骤测量时,指针指在图示位置,Rx的测量值为 Ω.
用游标卡尺测一工件外径的读数如图(1)所示,读数为 mm.
用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示,读数为 mm.
某实验小组欲以如图1所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”.图1中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2.
(1)下列说法正确的是
A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源 |
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力 |
C.本实验中应满足m2远小于m1的条件 |
D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作a﹣m1图象 |
(2)实验中,得到一条打点的纸带,如图2所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为vF= ,小车加速度的计算式a= .
(3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图3所示.若牛顿第二定律成立,重力加速度g=10m/s2,则小车的质量为 kg,小盘的质量为 kg.
(4)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为 m/s2.