某同学为“探究恒力做功和物体动能变化间的关系”,采用了如图所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置。
该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力,钩码的总质量m与滑块的质量M应该满足的实验条件是____________________;实验时首先要做的步骤是____________________。
“探究加速度与力、质量的关系”实验的原理如图所示.
(1)实验所需的器材有:附有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带和复写纸、低压学生电源、小车、砝码、小桶、沙子、细绳、________和________.
(2)下列说法中正确的是________.
A.平衡摩擦力时,要用细绳把装沙的小桶通过定滑轮拴在小车上 |
B.平衡摩擦力后,如果改变了小车上砝码的数量,应重新平衡摩擦力 |
C.要将小桶和沙子的总重力mg当做小车(质量为M)受到的细绳拉力,必须使M≫m |
D.实验时应先接通电源再释放小车 |
(3)某学生保持小车及砝码的质量不变,测得5组小车加速度a和拉力F的数据如下表所示,请你根据表中的数据在坐标纸上作出a-F图线.
F(N) |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
a(m/s2) |
0.10 |
0.21 |
0.29 |
0.32 |
0.49 |
①该图线没有通过坐标原点的原因可能是________.
②该图线的斜率所表示的意义是________.
如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).
O-B |
O-C |
O-D |
O-E |
O-F |
|
W/J |
0.043 2 |
0.057 2 |
0.073 4 |
0.091 5 |
|
ΔEk/J |
0.043 0 |
0.057 0 |
0.073 4 |
0.090 7 |
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致.
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)
某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为________.
(3)以下能引起实验误差的是________.
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上a、b、c…均为打点计时器打出的点.
(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________;
(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________,纸带①和②上c、e两点间的平均速度①________
②(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)图中__________________.(填选项)
A.两条纸带均为用装置甲实验所得 |
B.两条纸带均为用装置乙实验所得 |
C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得 |
D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得 |
为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V,1.8 W”,电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)准备使用的实物电路如图甲所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.(用笔画线代替导线)
(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选________ Ω的定值电阻.
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除________两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图乙所示.请指出图象中不恰当的地方.