某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验。
(1) 你认为还需要的实验器材有____________。
(2) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________,实验时首先要做的步骤是________________。
(3) 在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)
为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,光电门间距为x(满足x >>d),牵引砝码的质量为m.。回答下列问题:
(1) 若实验测得Δt足够小,且Δt1 = 150ms、Δt2 = 100ms,d = 3.0cm,X = 50.0cm,则滑行器运动的加速度 a = m/s2。 若取M = 400g,在保证M>>m的条件下,如果认为绳子牵引滑块的力等于牵引砝码的总重力,则牵引砝码的质量m = kg。(取g = 10m/s2)
(2) 在(1)中,实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比。(填偏大、偏小或相等)
在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中下面说法正确的是()
A.需要将木板的一端垫高用于平衡摩擦力 |
B.平衡摩擦力的方法是沿木板向下推一下带纸带的小车,放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可 |
C.实验中计算小车的速度时,应选择纸带上小车最开始一段时间内运动的点 |
D.改变做功大小的方法是将橡皮筋拉得长度不同 |
在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中必需测量的有()
A.重锤的质量 | B.重力加速度 |
C.重锤下落的高度 | D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度 |
两木块甲和乙自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是0.1s。已知乙作v=0.4 m/s的匀速直线运动。则甲的加速度大小为m/s2,t3时刻甲的速度大小为 m/s。
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,完成下面问题。
(1)关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的是()
A.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
B.如果将交流电源改为直流电源,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变
C.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短
D.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短
(2)下列操作正确的有。(填选项代号)
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(3)某同学在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
根据纸带上各个测量点间的距离,每 隔0.10s测一次速度,计算出打下4、5两点小车的瞬时速度,并将其速度值填入表格(要求保留3位有效数字)
瞬时速度 |
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数值(m/s) |
0.165 |
0.200 |
0.263 |
(4)将1、2、3、4、5各个时刻的瞬时速度标在图所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线,并由图像求出小车的加速度a= m/s2。(要求保留2位有效数字)(直角坐标系在答题纸上)