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.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
(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端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.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
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为S0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=__________。
(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能大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是__________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤的下落的过程中受到的平均阻力大小为F=__________。
如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.
①a-F图象斜率的物理意义是________________________________________.
②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:________.(填“合理”或“不合理”)
③本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?答:________(填“是”或“否”);理由是_____________________________________________________________.
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.
用图象法处理数据时,以加速度a为纵横,应该以______倒数为横轴.
指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,指针的位置如图(a)所示,若选择开关拨至“×1”挡,则测量的结果为_________;若选择开关拨至“50mA”挡,则测量结果为__________。
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为ε、内阻为r, R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图(c)所示,
则该图像的函数关系式为_____________________;
(3)下列根据图(c)中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是()(多选)
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左大右小 |
B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig |
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏 |
D.测量中,当Rx的阻值为图(c)中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧 |
(1)如图是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时打出的一条纸带,A、B、C、D、E为该同学在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s。由图可知,打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为m/s,小车的加速度为m/s2(结果均保留两位有效数字)。
(2)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。
①图线________是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“甲”或“乙”);
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m=____________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。(g取10m/s2)
欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的电阻,要求通过待测金属导线的电流强度能在0—0.5A范围内改变,现备有以下器材:
A、电池组(3V,内阻1Ω)
B、电流表(0—3A,内 阻约0.0125Ω)
C、电流表(0—0.6A,内 阻约0.125Ω)
D、电压表(0—3V,内 阻约3KΩ)
电压表(0—15V,内 阻约15KΩ)
滑动变阻器(0—20Ω,额定电流1A)
G、滑动变阻器(0—2000Ω,额定电流0.3A)
H、电键、导线
⑴ 上述器材中应选用 (填各器材前字母序号)
⑵请按要求画出测量待测金属导线电阻Rx的电路图
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,其电阻值大约为300Ω。步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如上图,由图可知其直径为mm;
(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω);
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计);滑动变阻器R0(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);开关S;
导线若干。
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,
①在可供选择的器材中,应该选用的电流表是_______,应该选用的电压表是_______。
②请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
③请将实物图连线成为实验电路。