(10分)图甲是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图.小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所示,其中O为小车开始运动时打出的点,设小车在斜面上运动时所受阻力恒定。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带分析可知小车下滑的加速度a= m/s2,打E点时小车速度vE= m/s(结果保留两位有效数字);
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律或动能定理求解,在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vE、小车质量m、重力加速度g外,利用米尺、三角板还需要测量哪些物理量,列出阻力的表达式。
方案一:需要测量的物理量 ,阻力的表达式(用字母表示) ;
方案二:需要测量的物理量 ,阻力的表达式(用字母表示) 。
在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图8所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为▲s。用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,纸带做▲运动(选填“匀加速”或“匀减速”),打C点时纸带的速度大小为▲m/s。
在《验证力的平行四边形定则》的实验中,得到了如图7所示的图形,图中P为橡皮条的固定点,用两只弹簧秤或用一只弹簧秤时,都将橡皮条与细线的结点拉到O点,实验中要比较的是图中▲和▲两个力的大小和方向,其中力▲是实验直接测得的合力。
用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验:小车搁置在水平放置的长木板上,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测定小车的加速度a,小桶通过细线对小车施加拉力F。在保持小车质量不变的情况下,改变对小车拉力F的大小,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:
⑴ 根据测得的数据,在下图中作出a-F图象。
⑵ 由图象可知,小车与长木板之间的最大静摩擦力大小
为_________N。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
⑶ 若要使作出的a-F图线过坐标原点,需要调整实
验装置,可采取以下措施中的( )
A.增加小车的质量 |
B.减小小车的质量 |
C.适当垫高长木板的右端 |
D.适当增加小桶内砝码质量 |
(1)要用伏安法测量Rx的电阻,已知电压表内阻约几kΩ,电流表内阻约1Ω,若采用甲图的电路,Rx的测量值比真实值(选择“偏大”或“偏小”);若Rx约为10Ω,则采用(选“甲图”或“乙图”)的电路误差较小。
(2)无论是用甲图或乙图测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的测量误差,有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案:
I.第一组按如图丙所示的电路进行测量,由电压表、电流表内阻造成的误差可以基本消除,具体的实验步骤如下:
①闭合开关S1,开关S2接2,调节可变电阻RP和RW,使电压表和电流表的示数都较大,并读出此时电压表和电流表的示数U1和I1;
②保持RP的阻值不变, ____________________________________。
(A)请你在②的横线上用简要的语言写出未完成的主要操作步骤,并用字母表示相应的测量值;
(B)写出待测电阻Rx的表达式:Rx=______________________________。
II.第二组同学利用如图丁的电路测量,其中R1是电阻箱,R2=72Ω、R3=100Ω。合上S,当R1未调至图中所示阻值时,灵敏电流计G的指针会偏转,将R1调至如图中所示时,灵敏电流计的指针回到零位。
读出图中电阻箱的阻值为R1=Ω,
计算出待测电阻的值为Rx=Ω。
图为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为10~20Ω的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节可调部件__________,使电表指针停在左端的“0”位置;
②调节可调部件K,使它的尖端指向___________位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件_______,使电表指针指向_________位置。