一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,把角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即)我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验:
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为 cm;
(2)如图丙所示,纸带上A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,则打下计数点D时,圆盘转动的角速度为 rad/s,纸带运动的加速度大小为 m/s2,圆盘转动的角加速度大小为 rad/.s2(本小题计算结果保留三位有效数字)
在“研究匀变速直线运动的规律”实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,从中确定五个记数点,每相邻两个记数点间的时间间隔是0.1s,用米尺测量出的数据如图所示。则小车在C点的速度VC = m/s,小车运动的平均加速度a = m/s2.
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中。在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时,我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下,加速度和作用力的关系”;又研究了“在作用力一定的情况下,加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是( )
A.建立理想模型的方法 | B.控制变量法 | C.等效替代法 | D.类比法 |
研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时,下列说法中正确的是( )
A.平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 |
B.每次改变小车质量时,要重新平衡摩擦力 |
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源 |
D.在小车中增减砝码,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量 |
某次实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清晰的点起,每5个计时点取一个计数点,分别标明0、l、2、3、4……,量得0与 1两点间距离x1=30mm,1与2两点间距离x2=36mm,2与3两点间距离x3="42mm" ,3与4两点间的距离x4=48mm,则小车在打计数点2时的瞬时速度为_____ m/s,小车的加速度为_____m/s2。
某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如右表所示:(小车质量保持不变)
F/N |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
a/m·s-2 |
0.10 |
0.20 |
0.28 |
0.40 |
0.52 |
①.根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象.
②.图线不过原点的原因可能是________________________.
③.图中的力F理论上指,而实验中却用表示。(选填字母符号)
A.砂和砂桶的重力 B.绳对小车的拉力
在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条如图所示的纸带,按时间顺序取O、1、2、3、4、5、6都为共7个记数点。0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出,测得相邻计数点的距离依次为S1=1.40cm,S2=1.90cm,S3=2.38cm,S4=2.88cm,S5=3.39cm,S6=3.87cm。在计时器打出点1、2、3、4、5时,小车的速度分别为: V1= m/s,
V2=m/s,V3=m/s,V4=m/s,V5=m/s. 在图中作出速度-时间图像,并由图像求出小车的加速度a=m/s2.
现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
① 小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间
② 用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度____________。
③ 用米尺测量A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=________。
④改变_________________仍从A1释放到A2,重复上述测量。
⑤ 以h为横坐标,为纵坐标,根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
如图所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器,与带滑轮的物块相连。沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连。调整沙桶的质量,当放开沙桶时,使物块在木板上做匀加速直线运动。(重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦可以忽略)除图中所给的实验器材外,以下器材哪些是必需的______
A.天平 | B.刻度尺 | C.秒表 | D.干电池 |
已读出弹簧秤的示数为F,为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的
有______;
A.木板的长度L | B.物块的质量m | C.沙桶的质量M | D.运动的时间t |
现在已求得物块的加速度为a,利用测得的物理量写出动摩擦因数弘的表达式_____;
为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上操作,得到多组数据。以弹簧秤的示数F为横轴,以加速度a为纵轴建立坐标系,得到一条倾斜的直线,该直线的纵轴截距大小为b,则动摩擦因数