某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz.其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置; |
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动; |
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m; |
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a; |
E.重新挂上细绳和砝码盘,增加砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?________(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的一条纸带如下图所示,可求得小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位小数)
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
砝码盘中砝码的重力F/N |
0.10 |
0.20 |
0.29 |
0.39 |
0.49 |
小车的加速度 a/(m·s-2) |
0.88 |
1.44 |
1.84 |
2.38 |
2.89 |
他根据表中的数据画出a-F图象(如左图).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是
________________________________________________________________________,
从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________________________,其大小为 ________ .
做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示。每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50 Hz的低压交流电。求小车的加速度
(1)逐差法:a=____m/s2。(保留两位有效数字)
(2)图象法:先求出各计数点的速度,再由v-t图象求出加速度。根据纸带所示的数据,计算出计数点2、3、4、5、6的速度填在表格中,然后在图示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图象,并利用该图象求出物体的加速度a=____________m/s2。(均保留两位有效数字)
(18分,每空3分)下图是某兴趣小组同学设计的实验装置,
(1)若木板水平放置,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在木板上(尚未到达滑轮处), 该小组同学利用匀减速直线运动规律测木板动摩擦因数。从纸带上便于测量的点开始,相邻计数点间的距离如图下所示,相邻计数点间还有4个记录点未画出。打点计时器电源的频率为50 Hz。
①通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点____________之间某时刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为________m/s,计数点8对应的速度大小为________m/s。(保留三位有效数字)
③物块减速运动过程中加速度的大小为a=____m/s2,若用来计算物块与木板间的动摩擦因数(g取10 m/s2),则计算结果μ=________ (保留三位有效数字) 。
(2)若该小组同学想利用此装置,探究重物落地前,物块在重物牵引下运动的加速度与力、质量的关系,则下列做法正确的是____________(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引物块的细绳与长木板保持平行 |
B.在调节木板倾斜度平衡物块受到的滑动摩擦力时,要将重物拴在木块上 |
C.实验时,先放开物块再接通打点计时器的电源 |
D.通过增减物块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度 |
如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器.
(1)请将下列实验步骤按先后排序:________
A.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
B.接通电火花计时器的电源,使它工作起来
C.启动电动机,使圆形卡纸转动起来
D.关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。
(2)要得到ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是________.
A.秒表 B.毫米刻度尺 C.圆规D.量角器
(3)写出角速度ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义。
测木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图所示的装置,图中长木板水平固定。
(1)实验过程中,电火花计时器应接在_____(选填“直流”或“交流”)电源上。调整定滑轮高度,使细线与长木板平行。
(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间的动摩擦因数μ=________。
(3)如下图所示,为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出x1=3.20 cm,x2=4.52 cm,x5=8.42 cm,x6=9.70 cm。则木块加速度大小a=_____ m/s2(保留两位有效数字)。
在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置。实验步骤如下:
(a)把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器;
(b)改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力。接通电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点;
(c)用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连;
(d)接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点, 测出x、x1、x2(如图乙所示),查得打点周期为T。回答下列问题:
(1)判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是
(2)本实验还需直接测量的物理量是:(用相应的符号表示) ;
(3)探究结果的表达式是(用相应的符号表示)。