某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置; |
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动; |
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m; |
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a; |
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?________(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=________ m/s2.
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
砝码盘中砝码的重力F/N |
0.10 |
0.20 |
0.29 |
0.39 |
0.49 |
小车的加速度a/(m·s-2) |
0.88 |
1.44 |
1.84 |
2.38 |
2.89 |
他根据表中的数据画出a-F图象.造成图线不过坐标原点的一条最主要原因______________,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是__________________,其大小为________.
某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作.测出多组(h,t),计算出对应的平均速度v;
④画出v-t图像
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v1,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为 。(用v1、g和t表示)
(2)实验测得的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h(cm) |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
t(s) |
0.069 |
0.119 |
0.159 |
0.195 |
0.226 |
0.255 |
v(m/s) |
1.45 |
1.68 |
1.89 |
2.05 |
2.21 |
2.35 |
请在坐标纸上画出v-t图像。
(3)根据v-t图像,可以求得当地重力加速度g= m/s2,试管夹到光电门1
的距离约为 cm。(以上结果均保留两位有效数字)
在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中(如图):
(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止__________________.
(2)现备有以下器材: A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50 Ω)
C.滑动变阻器(0~1 750 Ω)
D.电压表(0~3 V)
E.电压表(0~15 V)
F.电流表(0~0.6 A)
G.电流表(0~3 A)
其中滑动变阻器应选______,电流表应选______,电压表应选______.
(3)下图是根据实验数据画出的U-I图象.由此可知这个干电池的电动势E=___ V,内电阻r=_____ Ω.
如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置,下图是打点计时器打出的纸带.
(1)已知纸带上各相邻点的时间间隔为 T ,则小车运动的加速度大小的表达式为 (用所给的字母表示)
(2)若已知小车释放位置距桌面的高度 h 和到斜面底的距离 L ,重力加速度为 g ,小车的质量为 m ,测出的小车加速度大小 为 a ,则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 .
(多选)伽利略在研究落体运动时,设计了如图所示的斜面实验,下列哪些方法是他在这个实验中采用过的()
A.用水钟或节拍器计时 |
B.用打点计时器打出纸带进行数据分析 |
C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的s/ t 2 的比值的大小 |
D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 |
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出
--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=____。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=____mm,s3=_____mm。由此求得加速度的大小a=____m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。