利用如右图所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验,除了所需的打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物,此外还需要下列器材中的_______(填字母代号)
A.直流电源 |
B.交流电源 |
C.游标卡尺 |
D.毫米刻度尺 |
E.天平及砝码
F.秒表
某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV 约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
⑴为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选(选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整。
⑵为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出—
图象,如图丙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=,内阻r=(用k、b和R2表示)。该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因是。
某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了如图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h。
⑴设杆的宽度为L(L很小),A端通过光电门的时间为t,则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为。
⑵调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表。为了形象直观地反映vA和h的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象。
组次 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h/m |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
vA/(m·s-1) |
1.23 |
1.73 |
2.12 |
2.46 |
2.74 |
3.00 |
vA-1/ (s·m-1) |
0.81 |
0.58 |
0.47 |
0.41 |
0.36 |
0.33 |
vA2/ (m2·s-2) |
1.50 |
3.00 |
4.50 |
6.05 |
7.51 |
9.00 |
⑶当地重力加速度g取10m/s2,结合图象分析,杆转动时的动能Ek=(请用质量m、速度vA表示)。
某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时,利用气垫导轨和光电门进行实验。气垫导轨可以在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,从而极大地减少摩擦力的影响,滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。光电门可以准确地记录滑块挡光板通过光电门的时间,从而得到滑块通过光电门的速度,如图所示。
(1)实验时,该小组将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力,但实际上二者只是近似相等,请回答,二者近似相等需要满足什么条件?
________________________________________________________________
(2)滑块挡光板宽度为d,某次实验时发现光电门记录时间为△t,则滑块通过光电门时的速度大小的表达式v=__________。
(3)该小组保持滑块质量恒定,光电门的位置固定,并且始终从同一位置释放,不断改变砝码的个数,并通过计算得到多组滑块通过光电门的数据,如下表所示。
为了便于研究合外力与加速度的关系,该小组用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴,请你选择合适的物理量代表加速度作为纵轴,并利用表格中数据在坐标纸中选择标度描点作图。通过绘出的图线可以得到如下结论:在滑块质量一定时,_____________________________。
某学校物理兴趣小组,利用光控实验板进行了“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”的实验,如图甲所示。同学将数据记录在Excel软件工作薄中,利用Excel软件处理数据,如图乙所示,小组进行探究,得出结论。
在数据分析过程中,小组同学先得出了vB—h图像,继而又得出vB2—h图像,如图丙、丁所示:
请根据图像回答下列问题:
(1)小明同学在得出vB—h图像后,为什么还要作出vB2—h图像?.
(2)若小球下落过程机械能守恒,根据实验操作及数据处理,求出图丁图像的斜率为k,则重力加速度g=.
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
⑴实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1Δt2(选填“>”、“=”或“<” )时,说明气垫导轨已经水平。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =mm。
⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出和(写出物理量的名称及符号)。
⑷若上述物理量间满足关系式,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。