某学习小组设计了一种如图所示的摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数。其主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤、连接摆锤的轻质细杆,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。测量时,测量仪固定于水平地面,将摆锤从与O等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近橡胶片紧压地面擦过一段很小的距离,之后继续摆动至最高位置。若测得摆锤的质量为m,摆锤重心到O点的距离为L,橡胶片紧压地面擦过的距离s,摆锤摆到最左端杆与竖直方向成θ角,摆锤经过最低点时对地面的压力大小为F,在橡胶片擦过地面距离s过程中此压力视为不变。(重力加速度为g)
(1)橡胶片与地面间的动摩擦因数μ的表达式为__________。(请用题中已知的物理量字母来表示)
(2)换用不同橡胶片测得μ与θ的大致关系如图线所示。已知L=1m,s=0.116m,则F约是摆锤重力的_____倍。
(3)把摆锤经过最低点时对地面的压力F作为橡胶片擦过地面距离s过程中的压力,则此导致测得的橡胶片与地面间的动摩擦因数μ__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
如图甲所示,用拉力传感器和光电门在气垫导轨上探究“加速度与物体受力的关系”.拉力传感器记录滑块受到拉力的大小.在气垫导轨上相距L=48.00cm的A、B两点各安装一个光电门,分别记录滑块上遮光条通过A、B两光电门的时间.
(1)实验主要步骤如下:
A.用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示,由此读出d= mm;
B.将气垫导轨、光电门等实验器材按图示装配;
C.平衡摩擦力,让滑块在没有拉力作用时做匀速直线运动;
D.将拉力传感器固定在滑块上,把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
E.接通电源和气源,从C点释放滑块,滑块在细线的拉力下运动,记录细线的拉力F的大小及滑块遮光条分别通过A、B两光电门的时间tA、tB;
F.改变所挂钩码的数量,重复E的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2﹣vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a= ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 |
F(N) |
vB2﹣vA2(m2/s2) |
a(m/s2) |
1 |
0.60 |
0.77 |
0.80 |
2 |
1.04 |
1.61 |
1.68 |
3 |
1.42 |
2.34 |
|
4 |
2.62 |
4.65 |
4.84 |
5 |
3.00 |
5.49 |
5.72 |
(3)根据表中数据,在坐标平面上作出a~F关系图线;
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已丙画出理论图线),造成上述偏差的原因是 .
(1)关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是
A.电磁打点计时器使用的是4V~6V的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,最佳的方法是
A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度
B.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
C.根据实验数据画出v﹣t图象,量取其倾角α,由公式a=tanα求出加速度
D.根据实验数据画出v﹣t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度
(3)在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻记数点间有4个计时点未标出,设A点为计时起点
①由图判断小车做 直线运动,②相邻记数点间的时间间隔为 s,
③BE间的平均速度= m/s,④C点的瞬时速度vC= m/s,
⑤小车的加速度a= m/s2
某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时,发现里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的集成电池.为了测定集成电池的电动势和内电阻,实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻10Ω);
B.电流表A2(0~0.6~3A,内阻未知);
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1.0A);
D.定值电阻R(阻值990Ω);
E.开关S与导线若干.
①该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,并且连接了实物图乙,请你从标有数字的三条连线中找出错误的一条,写出数字编号 ,如何改正? .
②该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据,绘出如图丙所示的I1﹣I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E= V,内阻r= Ω.(结果均保留两位有效数字)
②根据电路图求出函数图象表达式,然后根据图象求出电源电动势与内阻.
为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面高为h,O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上.已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.
实验过程一:挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离,如图甲所示.滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1;
实验过程二:将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点,如图乙所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等.滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2.
(1)为完成本实验,下列说法中正确的是 .
A.必须测出小滑块的质量 B.必须测出弹簧的劲度系数
C.弹簧的压缩量不能太小 D.必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式μ= (用题中所给物理量的符号表示).
(3)小红在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面.为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,还需测量的物理量是 .
(4)某同学认为,不测量桌面高度,改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间,也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数.此实验方案 (选填“可行”或“不可行”),理由是 .
某同学利用如图1所示装置研究外力与加速度的关系.将力传感器安装在置于水平轨道的小车上,通过细绳绕过定滑轮悬挂钩码,小车与轨道及滑轮间的摩擦可忽略不计.开始实验后,依次按照如下步骤操作:
①同时打开力传感器和速度传感器;
②释放小车;
③关闭传感器,根据F﹣t,v﹣t图象记录下绳子拉力F和小车加速度a.
④重复上述步骤.
(1)某次释放小车后得到的F﹣t,v﹣t图象如图2所示.根据图象,此次操作应记录下的外力F大小为 N,对应的加速度a为 m/s2.(保留2位有效数字)
(2)利用上述器材和过程得到的多组数据作出小车的加速度a随F变化的图象(a﹣F图象),如图3所示.若图线斜率为k,则安装了力传感器的小车的质量为 .