为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y。
(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为:__________。
(2)若斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ(只考虑滑动摩擦力,且小球与水平槽之间的摩擦不计),小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式是:___________。
(3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于H和y的数据,若以H为横坐标,从(1)、(2)中的关系式可知以________为纵坐标,通过描点作图,能得到一条倾斜的直线。
某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当 并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径d为________mm。
(2)用摆线和摆球组成单摆,如图乙所示。当摆线长度l=990.1mm时,记录并分析单摆的振动视频,得到单摆的振动周期T=2.00 s,由此算得重力加速度g为_____ (保留3位有效数字)。
(3)改变摆线长度l,记录并分析单摆的振动视频,得到相应的振动周期。他们发现,分别用l和 作为摆长,这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小 随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知,该实验中,随着摆线长度l的增加, 的变化特点是____________,原因是____________。
在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量—金属丝的电阻。
(1)该同学先用欧姆表“ ”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是_______ 。
(2)除电源(电动势 ,内阻不计)、电压表(量程 ,内阻约 )、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
A. 电流表(量程 ,内阻约 )
B.电流表(量程 ,内阻约 )
C.滑动变阻器(最大阻值 ,额定电流 )
D.滑动变阻器(最大阻值 ,额定电流 )
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用_______。(选填实验器材前对应的字母)
(3)该同学测量金属丝两端的电压 和通过金属丝的电流 ,得到多组数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的 图线_____,根据图线得出该金属丝电阻 ________ (结果保留小数点后两位)。
(4)用电流传感器测量通过定值电阻的电流,电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡,电流随时间变化的图线如图4所示,请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( )
物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径,示数如图1所示。则该金属管的内径为_______mm。
(2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点,其中一部分如图2所示,B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时,纸带运动的速度 ________ (结果保留小数点后两位)。
(3)实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由。
某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“ ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
(2)再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前,将滑动变阻器 的滑片滑到_______端(选填“a”或“b”)。
将温控室的温度设置为T,电阻箱 调为某一阻值 。闭合开关S,调节滑动变阻器 ,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和 。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S。反复调节 和 ,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 。断开开关S。
②实验中记录的阻值 _____ (选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值 _____。
某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数 ,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
8.04 |
10.03 |
12.05 |
14.07 |
16.11 |
18.09 |
(1)利用 计算弹簧的压缩量: , , ______cm,压缩量的平均值 ______cm;
(2)上述 是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取 ,该弹簧的劲度系数为______ 。(结果保留3位有效数字)