在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如下图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s),那么:
(1)实验中下列物理量中需要直接测量的量有________,通过计算可得到的量有________(填字母序号).
A.重锤质量 | B.重力加速度 |
C.重锤下落的高度 | D.与下落高度相应的重锤的瞬时速度 |
(2)纸带的________ (填“P”或“C”,用字母表示)端与重物相连;
(3)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________m/s(保留到小数点后两位);
(4)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________J,此过程中物体动能的增加量△Ek=________J;(g取9.8m/s2保留到小数点后两位)
(5)通过计算表明数值上ΔEP _____ ΔEk(填“大于”“小于”或“等于”),这是因为______________,实验的结论是:_______________.
如图所示,用该实验研究闭合电路的欧姆定律,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到 (填“左侧”或“右侧”),根据实验测得的几组I、U数据作出U—I图象如图所示,由图象可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 Ω(结果保留到小数点后两位)。
如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度.
(1)所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需_________(填字母代号)中的器材.
A.直流电源 B.天平及砝码
C.4-6V交流电源 D.毫米刻度尺
(2)下列实验操作步骤正确的是()
A.实验所用的重物可用实心泡沫球
B.应调整打点计时器,使其两限位孔连线在竖直方向
C.实验时应先使重物靠近打点计时器再释放,释放后再接通电源
(3)实验中得到的一条纸带如下图所示,从比较清晰的点起,每2个点取一个计数点,分别标明0,1,2,3,4.测得x1=30.0mm,x2=45.4mm,x3=60.8mm,x4=76.2mm,则物体在打下点2时的速度大小为________m/s。物体的加速度大小为________m/s2。该实验中测得的重力加速度偏小,其主要原因是______________。
在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度1.010m。金属丝的电阻大约为4Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(1)从图中读出金属丝的直径为_________mm;
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势约3V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω;
电流表A2:量程0~3.0A,内阻约为0.025Ω;
电压表V:量程0~3V,内阻约为3kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
开关、导线等。在可供选择的器材中,应该选用的电流表是_______,应该选用的滑动变阻器是__________;
(3)为减小实验误差,应选用如图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图;
(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.2Ω,则这种金属材料的电阻率为__Ω·m.(保留二位有效数字)
某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
P1 |
P2 |
P3 |
P4 |
P5 |
P6 |
|
x0 (cm) |
2.04 |
4.06 |
6.06 |
8.05 |
10.03 |
12.01 |
x(cm) |
2.64 |
5.26 |
7.81 |
10.30 |
12.93 |
15.41 |
n |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
k(N/m) |
163 |
① |
56.0 |
43.6 |
33.8 |
28.8 |
1/k(m/N) |
0.0061 |
② |
0.0179 |
0.0229 |
0.0296 |
0.0347 |
(1)将表中数据补充完整:① ,②;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④N/m.
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。
请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写在下面的空行内,并说明其原因。
__________________;__________________;__________________。
(2)在上述实验中,设质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点,如下图所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位:cm,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量为ΔEP= J,物体动能的增加量ΔE K= J。(均取两位有效数字)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,即使操作规范、数据测量及数据处理都很准确的前提下,该实验求得的ΔEP也总是略大于ΔE K,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因是 。