某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功-优题课

（1）由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有。

（2）利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：
干电池：电动势约 $1.5 V$ ，符号

电压表：量程 $1 V$ ，内阻 $998.3 Ω$ ，符号

电流表：量程 $1 A$ ，符号滑动变阻器：最大阻值 $10 Ω$ ，符号
电阻箱：最大阻值 $99 999.9 Ω$ ，符号
单刀单掷开关1个，符号
导线若干
①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内。要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。

②为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的倍，电阻箱的阻值应为Ω。

实验题：
（1）用示波器观察频率为 $900 H z$ 的正弦电压信号。把该信号接入示波器 $Y$ 输入。

①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节钮。如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节钮或钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。

②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将钮置于位置，然后调节钮。
（2）碰撞的恢复系数的定义为 $e = \frac{|v_{2} - v_{1}|}{|v_{20} - v_{10}|}$ , $v_{10}$ 和 $v_{20}$ 分别是碰撞前两物体的速度， $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数 $e = 1$ ，非弹性碰撞的 $e < 1$ 。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。

实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置 $O$ 。
第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上 $A$ 点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步，把小球2 放在斜槽前端边缘处 $C$ 点，让小球1从 $A$ 点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置。
第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离 $O$ 点的距离，即线段 $O M$ 、 $O P$ 、 $O N$ 的长度。
上述实验中，
① $P$ 点是平均位置，
$M$ 点是平均位置，
$N$ 点是平均位置。
②请写出本实验的原理，写出用测量量表示的恢复系数的表达式。
③三个落地点距O点的距离 $O M$ 、 $O P$ 、 $O N$ 与实验所用的小球质量是否有关系？

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、 50Hz交流电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、CD、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：

对应点	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.141	0.180	0.218	0.262	0.301

（1）设电火花计时器的周期为T，计算v_F的公式为v_F=___________；
（2）根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图2所示坐标系中合理选择好标度，作出v－t图象，利用该图象求物体的加速度a=____________m/s²；

（3）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测
量值与实际值相比________（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．

利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L(较小)的遮光板(遮光板质量忽略不计)，把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示。数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间、，当地的重力加速度为g。请分析回答下列问题

①为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有____________________(均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义)
②滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度=__________、="________" (用题中已给或所测的物理量符号来表示)。
③在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：__ ________
(用题中已给或所测的物理量符号来表示)。

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，重锤从高处由静止开始落下，重锤从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，即可验证机械能定恒定律．

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步骤是；操作不恰当的步骤是．
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：a=．

③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是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在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=．