(10分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2.
⑴该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是 ;
⑵为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量 ,若上述测量的量用石表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a= ;
⑶某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像.
⑷由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是 .
在实验室,小叶同学想测出某种材料的电阻率。
(1)由于不知是何种材料,也不知其大约阻值,于是,他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻,经正确操作后,用“×100W”档时发现指针偏转情况如图所示,则他应该换用档(填“×10W”或“×1k”)重新测量。换档后,在测量前先要。
(2)要测出(1)中所给材料样品的电阻率,必须精确测出该段样品的阻值。除了导线和开关外,实验室还备有以下器材可供选用:
电压表V1,量程6V,内阻RV1等于20kΩ
电压表V2,量程10V,内阻RV2约30kΩ
滑动变阻器R1,0~20Ω,额定电流2A
滑动变阻器R2,0~2000Ω,额定电流1mA
电源E(电动势为12 V,内阻r约2Ω)
请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在方框中。其中滑动变阻器应选
(3)若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为L,直径为d,由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为,式中符号的含义为。
在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中:
(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如下图所示。
请指出该装置中的错误或不妥之处:
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(2)改正实验装置后,该同学使用打点频率为50Hz的计时器顺利地完成了实验。下图是某次实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据求出打点计时器打第1点的速度________,小车的加速度a=__________
(以上两空均保留3位有效数字)
(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变沙和沙桶的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如下图,该图线不通过坐标原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因可能是__________。(请填相应的字母)
A.平衡摩擦力时将木板垫得过高 |
B.平衡摩擦力时将木板垫得过低 |
C.平衡摩擦力时挂上了沙桶和沙 |
D.实验时没有满足沙和沙桶的质量远小于小车的质量 |
某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时,将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)
由图可知该弹簧的自然长度为________cm;该弹簧的劲度系数为________N/m.
在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的一另一端都有绳套(如图)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。
其中正确的是________。(填入相应的字母)
“验证力的平形四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是力 。
(2)本实验采用的主要科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)实验中不能减小误差的措施是( )
A.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B.两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些