使用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示.图中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹,量出OE间的距离为,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T.
(1)如果操作正确,用E点来验证机械能守恒,上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式 ,即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.
(2)如果发现图(b)中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是 .
一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,把角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即)我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验:
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为cm;
(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,圆盘转动的角速度为rad/s,纸带运动的加速度大小为m/s2,圆盘转动的角加速度大小为rad/.s2(本小题计算结果保留三位有效数字)
某同学要测量一节干电池的电动势和内阻.他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图.
A.电压表V(15V,10kΩ)
B.电流表G(量程3.0mA,内阻Rg为10Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为0.5Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻R3=990Ω
G.开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电压表是因为________;
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联,实际上是进行了电表的改装,则他改装的电压表对应的量程是________V;
(3)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号);
(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据,并根据这些数据绘出了如上图所示的图线,根据图线可求出干电池的电动势E=________V(保留3位有效数字),干电池的内阻r=________Ω(保留2位有效数字).
在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验小组选择如图所示纸带,纸带上选取的连续三个点A、B、C,测出A点距起点O的距离为S0,A、B两点间的距离为S1,B、C两点间的距离为S2,交流电的周期为T,实验时:
(1)为了减少空气阻力对实验的影响,自由落下的重锤密度要(填“大”或“小”)一些.(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中测重锤的质量(填“要”或“不要”).
(3)打点计时器打出B点时,重锤的速度vB=(用题中所给的字母表示)
(4)实验小组在“验证机械能守恒定律”的实验中发现,以O为起点B为研究终点,计算结果是:重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能.其原因主要是该实验中存在阻力作用,因此该组同学想到可以通过该实验测算平均阻力的大小.已知当地重力加速度值为g,重锤的质量为m,则该实验中存在的平均阻力大小f=(结果用m,g,vB,S0,S1表示).
(12分)某同学设计了如题图10所示的装置来“探究加速度与力的关系”,弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接,在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d,开始时先将木板置于MN处,然后缓慢地向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小,再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加少量水,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。
⑴木板的加速度可以用d、t表示为a=;
⑵改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系,下列图象能表示该同学实验结果的是;
⑶用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是。
A.可以改变滑动摩擦力的大小 |
B.可以更方便地获取多组实验数据 |
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小 |
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 |
(4分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示,由图象可知;
A.a的原长比b短 |
B.a的劲度系数比b大 |
C.a的横截面积比b大 |
D.弹力和弹簧长度成正比 |