用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。(g取9.8m/s2)
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件; |
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; |
C.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带; |
D.测量纸带上某些点间的距离; |
E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
将其中操作不当的步骤对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因。
① ②
(2)实验中得到如图所示的纸带,根据纸带可得重锤从B点到D点重力势能的减少量等于____________J,动能的增加量等于__________J。(结果保留三位有效数)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能
的增加,其原因主要是_ __。
某课外实验小组设计了多种方案来测量滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数(滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数相等),其中一种方案所用的测量工具只使用了刻度尺,该方案的做法如下:
(1)将滑块从如图装置的斜面上的A点由静止滑下,当滑块在水平面上滑行一段距离后停在C点.
(2)此时需要测量的物理量有:.(所填物理量应用字母符号表示并说明字母符号的物理意义)
(3)的表达式为:
=.(用(2)中字母符号表示)
(4)为了使测量尽可能精确,应改变进行多次测量,求的平均值.
(5)考虑滑块滑至斜面底端B时,因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道,则所测得的.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减小车中的砝码来改变小车总质量M.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.
图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分,取0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出 x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm, x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm.
(1)由上述数据计算出小车运动的加速度大小为m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系,故实验中应采用的实验研究方法是.
(3)若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图像,则该图像不过原点原因是.
用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力。
(1)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,如图乙,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?
答:____________________________。(填正确或错误)
(2)如果这位同学按如(1)中的操作,然后不断改变对小车的拉力F,他得到M(小车质量)保持不变情况下的a-F图线是下图中的________(将选项代号的字母填在横线上)。
(3)打点计时器使用的交流电频率f=50 Hz。下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式:a=________________。根据纸带所提供的数据,算得小车的加速度大小为______ m/s2(结果保留两位有效数字)。
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。
现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题:
为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________________。(填入正确选项前的字母)
A.刻度尺 | B.秒表 |
C.0~12 V的直流电源 | D.0~12 V的交流电源 |
某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50 Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6 mm,sB=126.5 mm,sD=624.5 mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为________s.
(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字).
(3)物体的加速度大小为________(用sA、sB、sD和f表示).