某同学通过实验探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系.
(1)该同学组装的实验装置如图(a)所示,请写出该装置中的错误或不妥之处.(写出两处即可.)
①________________;
②________________.
(2)该同学纠正好错误和不妥之处后,开始进行实验.图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(保留两位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持沙桶和沙的总质量不变,改变小车质量M,得到一系列的小车加速度a与质量M的数据,为直观反映F不变时a与M的关系,在坐标纸中作图时,应选择____作为横坐标,____作为纵坐标.
(1)甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示。
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车受到的合力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响,将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,轻推小车,能使小车做_______________运动。另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m小车的质量M。(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学在保持小车质量不变的条件下,研究加速度与合力的关系;乙同学在保持合力不变的条件下,研究小车的加速度与质量的关系。
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。
实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a=m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5W);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9W);
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d; |
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路; |
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关; |
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; |
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d="____________" mm;
②实验中电流表应选择_____________(选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小。(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)
答:。
某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图。
(2)实验的主要步骤如下:
①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;
②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关,,合上开关,重复②的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入电路长度关系的数据,并据此绘出了如图乙的关系图线,其斜率为(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了的电阻之和。
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图丙所示。金属丝的直径是mm.图象中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是,其数值和单位为(保留三位有效数字)。
下列几个图分别是探究“功与物体速度变化的关系”实验、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验和“验证机械能守恒定律”实验装置图。其中探究“功和物体速度变化的关系”实验装置图是 (填写“甲”、“乙”、“丙”);图甲中由于用砝码和砝码盘的总重力代替小车拉力,因此要求砝码和砝码盘的总质量 小车的质量(填写“大于”、“小于”、“远大于”、“远小于”);图甲中实验前需平衡摩擦力,平衡摩擦力时砝码盆挂上;(填写“需要”、“不需”)这三个实验都使用了打点计时器,打点计时器用 电源(填写“直流”、“交流”、“交直流均可”)。在这三个实验挑选出的纸带中,其中有一条纸带中有一段打出的点间隔是均匀的,则这条纸带一定是实验装置图 (填写“甲”、“乙”、“丙”)中实验得到的。
某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4 kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02 s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.
请你分析纸带数据,回答下列问题:
(1)该电动小车运动的最大速度为________m/s;
(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为________ N;
(3)该电动小车的额定功率为________W.
(1)用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中,有下列器材可供选用:铁架台、重锤、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、电建、天平。
其中不必要的器材是:。
缺少的器材是:。
(2)用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中,已知电磁打点计时器所用电源频率为50hz,某同学从实验得到几纸带中,选取了一条初速度恰好为零的纸带,如图所示。图中标出的点均为计数点,并把电磁打点计时器打下的第一个计时点记作O点,测出O、A点间的距离为68.97cm,A、C点间的距离为15.24cm,C、E点间的距离为16.76cm。已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg,则打点计时器在打点C时的瞬时速度为m/s,O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为J,重锤重力势能的减少量为J,从以上数据可以得到的结论是:。(以上结果均保留三位有效数字)