在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个计时点,本图中没有画出),打点计时器接的是220 V、50 Hz的交变电源.他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐.
(1)按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5,它们依次为________cm、________cm 、________cm 、________cm 、________cm .
(2)由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是________m/s、________m/s、________m/s、________m/s.
(3)根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a.
(4)根据(2)中得到的数据,试在如图所示的坐标系中,用作v-t图象的方法,从图象中求物体的加速度a.
(5)从图象上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA=________m/s,vF=________m/s.并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻,物体已经从静止开始做匀加速运动______s了.
(6)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________.理由是______________________.
在用DIS实验研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据。
(1)在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线;
(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是_________;
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小,如图(b)所示。是否仍要满足小车质量M远大于重物的质量m_______(填“需要”,或“不需要”)。
用一端装有定滑轮的长木板,小车、打点计时器(频率为50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图(a)所示的装置,用钩码拉动小车做匀加速直线运动,得到如图(b)所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。
(1)在这一实验中,某同学操作了以下实验步骤,其中有明显错误的步骤是_______(填写字母)
A.将打点计时器固定在平板上,并接好电路. |
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔. |
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码. |
D.将小车移至靠近定滑轮处 |
E.放开纸带,再接通电源.
(2)如图(b),用毫米刻度尺测量得:AB=4.56 cm、AC=12.16 cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm,则: 打C点时小车的速度大小为________ m/s;小车的加速度为________ m/s2。(结果保留三位有效数字)
某同学在研究性学习中利用光电门针对自由落体运动进行了研究。如右图所示,用铁架台固定竖直长木板,光电门A、B分别固定在长木板上,AB相距S= 41cm;现从光电门A上方某高度静止释放一个小球,小球通过A、B的时间分别为Δt1=1.05×10-2s、Δt2=3.50×10-3s,小球直径d=10.50mm。回答下列问题:
①小球通过光电门A时的瞬时速度为m/s
②物体的加速度a=m/s2;(计算结果取三位有效数字)
某同学利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值,实验中使用的是电磁打点计时器.该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图所示.
(1)以下是该同学正确的计算过程,请填写其中的空白部分:
重锤下落后,该同学取下纸带,取其中的一段标出计数点如图所示,测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm,x2=4.14cm,x3=5.69cm,x4=7.22cm,x5=8.75cm,x6=10.29cm,已知打点计时器的打点间隔T=0.02s,为了尽量减小误差,则计算重锤运动加速度的表达式为a=____________,代入数据,可得加速度大小a=________m/s2(计算结果保留三位有效数字).
(2)该同学从实验结果发现,重锤下落时的加速度与实际的重力加速度不相等,为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差,请你提出一个有效的改进方法:
________________________________________________________________________.
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧测力计固定在一合适的木块上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线P、Q,并测出间距d.开始时将木块置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木块刚刚开始运动为止,记下弹簧测力计的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木块放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F,然后释放木块,并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t.
(1)木块的加速度可以用d、t表示为a=________.
(2)改变瓶中水的质量,重复实验,确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是________.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.
A.可以改变滑动摩擦力的大小 | B.可以更方便地获取更多组实验数据 |
C.可以更精确地测出摩擦力的大小 | D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 |