伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验。在加速度实验中,伽利略将光滑直木板槽倾斜固定,让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,研究铜球的运动路程和时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是不变的,伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示(其中路程用s,速度用v,加速度用a,时间用t表示)。
①亚里士多德的预言: ;
②伽利略的结论: ;
伽利略的实验之所以成功,主要原因是抓住了主要因素,而忽略了次要因素。你认为他在加速度实验中,伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动,是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素,同时抓住了 这一主要因素。若将此实验结论做合理外推,即可适用于自由落体运动,其原因是在实验误差范围内,铜球运动的加速度 (填序号即可)。
A.与铜球质量成正比 |
B.只与斜面倾角有关 |
C.与斜面倾角无关 |
D.与铜球质量和斜面倾角都有关 |
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的特性曲线,要求曲线尽可能完整,测量误差尽可能小.
其他备用的仪表和器具有:保温杯和热水(图中未画出)、温度计、电源、多用电表、电压表、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干.
①先使用多用电表粗测常温下热敏电阻的阻值,选用“×100”倍率的电阻档测量,发现指针偏转角度太大因此需选择倍率的电阻档(选填“×10”或“×1k”),欧姆调零后再进行测量,示数如图(A)所示,测量值
为Ω;
②a.用多用电表代替毫安表使用,请在实物图(B)上完成连线;
b.热敏电阻和温度计插入带塞的空保温杯中,往保温杯中注入适量冷水,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使多用电表的示数为100mA,记录_______和_______的示数;
c.往保温杯中加入少量热水,待温度稳定后,__________________,使多用电表的示数仍为100mA,记录温度计和电压表的示数;
d.重复步骤c,测得多组数据;
e.绘出热敏电阻的电压—温度关系图线如图(C).
③由图线可知该热敏电阻常温(25℃)下的阻值R0=_________Ω (保留3位有效数字).
(1)某同学利用图(a)所示实验装置研究“小车加速度a与砂桶(含砂)质量m的关系”.
①实验开始时,先把安装有发射器的小车移到靠近接收器附近,调节木板上定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细线与木板____________.
②将小车静止地放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,直到小车能沿沿木板向下滑动为止.
③实验中保持小车(含发射器)的质量不变,反复改变砂桶内砂的质量,记录砂和桶的总质量m,并通过位移传感器及与之相连的计算机得到小车相应的加速度a.获取的实验数据已标在图(b)所示的坐标图中,请在图(b)中作出a-m图线.
④a-m图线不过原点,其原因可能是步骤②中垫高的木板倾角___________(选填“过大”或“过小”).
⑤根据a-m图线可以求出小车(含发射器)的质量是________kg.(重力加速度g=9.8m/s2,计算结果保留两位有效数字).
在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如右图所示.一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=________(保留三位有效数字).
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)
A.木块的长度L | B.木板的质量m1 | C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t |
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用所测物理量的字母表示,重力加速度为g)与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个理由:。
在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。小木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长水平放置的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时小木块所处的位置,测得OB1的距离为L1,并把此过程中弹簧对小木块做的功记为W1。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据,作出弹簧对小木块做功W 与小木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。
请回答下列问题:
(1)W—L图线为什么不通过原点?。
(2)弹簧被压缩的长度LOA =cm。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:
A.直流电源3V(内阻不计) |
B.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω) |
C.直流电流表0~3A(内阻约为0.1Ω) |
D.直流电压表0~3V(内阻约为3kΩ) |
E.滑动变阻器100Ω,0.5A
F.滑动变阻器10Ω,2A
G.导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用;(均填写仪器前的字母)
(2)在图所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P向b端滑动时,灯泡变亮);
(3)根据实验数据,画出的小灯泡I-U图线如图所示。由此可知,当电压为0.5V时,小灯泡的灯丝电阻是Ω;
(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象,在图中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是。(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)