某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,重物质量m=1kg,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(以下计算结果均保留3位有效数字):
(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB= m/s;
(2)根据以上数据,可知重物由O点运动到B点的过程中,重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J。重力势能的减少量大于动能的增加量的原因是 。
要测一个待测电阻Rx(190Ω~210Ω)的阻值,实验室提供了如下器材:
电源E:电动势3.0V,内阻不计;
电流表A1:量程0~l0mA,内阻r1约50Ω;
电流表A2:量程0~ 500μA,内阻r2为1000Ω;
滑动变阻器R1:最大阻值20Ω,额定电流2A;
电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量Rx的阻值,请回答下面问题:
①为了测定待测电阻上的电压,可以将电流表 (选填“A1”或“A2”)串联定值电阻 Ω,将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
②如图(a)所示,同学们设计了测量电阻Rx的甲、乙两种方案,其中用到了改装后的电压表和另一个电流表,则应选电路图____(选填“甲”或“乙”)。
③若所选测量电路中电流表A的读数为I=6.2mA,改装后的电压表V读数如图(b)所示,则电压表V读数是 V。根据电流表A和电压表V的读数,并考虑电压表内阻,求出待测电阻Rx= Ω(结果保留小数点后一位)。
利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题.
(1)图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3….已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,可得重锤下落到B点时的速度大小为_________.
(2)取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep.建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m,图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m.重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________(用k1和k2表示).
在测定一节干电池电动势和内电阻的分组实验中,实验1组的同学利用图甲所示电路,选用下列器材进行了规范的实验操作。
A.干电池(内电阻小于1.0)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻RA=1)
C.电压表(量程0~3V,内阻约为20K)
D.滑动变阻器(0~20,允许最大电流2A)
E.开关、导线若干
把得到的数据记录后用“”在图乙所示的“U—I”图象中进行描点。在小组互评环节,实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验,并把实验数据用“
”也描在图乙所示的“U—I”图象中。请完成以下对1组实验方案的评价及改进。
(1)从实验原理上来看,用图甲电路进行实验,误差主要来自:____________________。
(2)从所得实验数据来看,不足之处是:___________
(3)给出的改进方案电路图是:
(4)根据改进后所得的实验数据作出图线,由图线得到:电动势E=_________;内阻r=_______________。(保留3位有效数字)
像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.如图乙所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.实验前要调整气垫导轨底座使之水平,用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,实验时滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间
(1)某同学用游标卡尺测得遮光条(图丙)的宽度d = cm
(2)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为=1.2×10-2s ,则滑块经过光电门时的瞬时速度为(用游标卡尺的测量结果计算) m/s.
(3)在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、__________和 (用文字说明并用相应的字母表示)。
(4)本实验,通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒。
如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器。其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端,当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时,和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t,则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小。
(1)为了减小测量瞬时速度的误差,应选择宽度比较 (选填“宽”或“窄”)的挡光板。
(2)图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置,他将该光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,小车每次都从同一位置A点静止释放。
①如图丙所示,用游标卡尺测出挡光板的宽度d=___mm,实验时将小车从图乙A点静止释放,由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔△t="0.02" s,则小车通过光电门时的瞬时速度大小为 m/s;(结果保留两位有效数字)
②实验中设小车的质量为m1,重物的质量为m2,则在m1与m2满足关系式 时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等;
③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间△t,并算出小车经过光电门时的速度v,通过描点作出两物理量的线性关系图象,可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出 图象(选填“v2 - m1”或“v2-m2”);
④某同学在③中作出的线性关系图象不过坐标原点,如图丁所示(图中的m表示m1或m2),其可能的原因是____ 。