人造卫星绕地球做匀速圆周运动时其上一切物体处于完全失重状态,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.为了在这种环境测量物体的质量,某科学小组设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设卫星上具有基本的测量工具.
(1)实验时物体与桌面间的摩擦力不计,原因是 ;
(2)实验时需要测量的物理量有 , ,
;
(3)待测质量的表达式为 .(用上小题中的物理量表示)
如图甲示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.
(1)实验中还需要的测量工具有:_________________.
(2)如图乙示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x.由图可知:图线不通过原点的原因是由于 ;弹簧的劲度系数k=______N/m(计算结果保留2位有效数字,重力加速度g取9.8m/s2);
(3)如图丙示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图像.下列正确的是
A.a的原长比b的长 | B.a的劲度系数比b的大 |
C.a的劲度系数比b的小 | D.弹力与弹簧长度成正比 |
如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出______________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为Δt.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为________ (已知重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有___________________________(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:__________________________(还要用到M和g).
②a的值会趋于________.
某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系,可用的器材如下:电源(电动势3V,内阻1Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。
(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡的U-I图像如图a所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)根据图a,在图b中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压)
(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡可能获得最小功率是_____________W(本小题若需要作图,可画在图中)
图a所示的实验装置验证牛顿第二定律:
(1)某同学通过实验得到如图b所示的a-F图像,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角____________(填“偏大”或“偏小”)
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力_______砝码和盘的总重力(填“大于”、“小于”或“等于”),为了便于探究、减小误差。应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足_______的条件
(3)某同学得到如图c所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz。A.B.C.D.E、F、G是纸带上7个连续的点。由此可算出小车的加速度a=________(保留两位有效数字)
某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究,现有如下器材:电源E(电动势为4V,内阻约为1Ω);电流表A1(量程5mA,内阻约为10Ω);
电流表A2(量程0.6A,内阻约为1Ω);电压表V1(量程3V,内阻约为l kΩ);
电压表V2(量程l5V,内阻约为3kΩ);滑动变阻器R1(阻值0~2Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~20Ω);开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量,数据如下表所示:
编号 |
金属丝直径D/mm |
金属丝直径的二次方D/mm2 |
金属丝长度L/cm |
电阻R/Ω |
1 |
0.280 |
0.0784 |
100.00 |
16.30 |
2 |
0.280 |
0.0784 |
50.00 |
8.16 |
3 |
0.560 |
0.3136 |
100.00 |
4.07 |
①图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图,则该同学应选择电路 (选填“A”或“B”)进行测量.电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。
②请你认真分析表中数据,写出电阻R与L、D间的关系式R= (比例系数用k表示),并求出比例系数k= Ω•m(结果保留两位有效数字)。