某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上的打点求得.
(1)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.(保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
次 数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
小车加速度a/m・s-2 |
1.98 |
1.72 |
1.48 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.48 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
0.75 |
1.00 |
1.67 |
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根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图c 方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格)
(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答:
一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ,当供电电压等于24 V时能正常工作,否则不产生臭氧.现在用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧.在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻R1对它进行控制,R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1000 Ω,允许通过的最大电流为3 mA;电源E的电压为36 V、内阻不计;另有一个滑动变阻器R2,阻值为0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.4 A;一个开关S和导线若干.
臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图实-12-13所示.设计一个满足上述要求
电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定
接[线柱端分别标上字母A、B.(电路图画在方框内)
如图实-12-10所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.
图实-12-10
(1)为了通过测量得到如图实-12-10所示I-U关系的完整曲线,在图实-12-11所示的a和b两个电路中应选择的是图________,简要说明理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.[
(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100 Ω)
图实-12-11
(2)在图c所示的电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 Ω.则热敏电阻两端的电压为________V;电阻R2的阻值为________Ω.
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子
_______________________________________________________________________.
伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所示。
图中OA表示测得的时间,矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的
路程,则图中OD的长度表示。P为DE
的中点,连接OP且延长交AE的延长线于B,则AB的长度表示 。
(1)在探究小车速度随时间变化的规律实验中,在下列的器材中不需
要选用的器材有(代号填在横线上。)
A.打点计时器 B.天平 C.低压交流电源 D. 低压直流电源 E. 纸带
F.小车与钩码 G.秒表 H.一端带有滑轮的长木版 I.刻度尺 J.弹簧秤
(2)下图为用打点计时器打出的一系列点的纸带,纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车的后面,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的记数点,相邻记数点间有四个点未画出,测得AB=1.20cm,AC=3.20cm,AD=6.00cm,AE=9.60cm,AF=14.00cm则打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为 _ ___ m/s,小车的加速度大小为______ m / s2(保留两位小数)。
像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置设计一个“验证物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时
器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d=0.50cm(已知L>>d)光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s, t2=1.25×10-2s 。则窄片K通过光电门Ⅰ时的速度为
(2)用米尺测量两光电门间距为L,则小车的加速度表达式a=
(各量均用(1)(2)里的已知量的字母表示)
(3) 该实验中,为了探究a与F的关系,要保持小车的质量M不变,这种探究方法叫 ,有位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a一F图线。如上图丙中的实线所示,试分析:
图线不通过坐标原点O的原因是
图线上部弯曲的原因是