测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。请回答下列问题:
①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是;
②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
③当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,某同学打出的一条纸带如图所示,用刻度尺测得记数点1,2,3,4到记数起点O的距离分别为3.15cm,12.40cm,27.70cm,49.05cm,由此可得,物体的加速度为_____m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
④若滑块质量为M、钩码质量为m、当打点计时器打下1、3点时滑块的速度分别为和
,1、3两点之间距离为s,重力加速度为g,探究结果的表达式是。(用相应的符号表示)
以下是一位同学做“探究弹簧的形变量与弹力的关系”的实验。下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是:。
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来。 |
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0 |
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺 |
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码 |
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.
薄板的重心位置可以用悬挂法求出。先在A点把物体悬挂起来,
作出直线AB,然后在D点把物体悬挂起来,作出直线DE,如图即
可知重心在两直线AB、DE交点C处,其实验原理是 。
某同学用如图所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别测出指针所指刻度尺的刻度,所得数据列表如下(g取10m/s2):
钩码质量m/g |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
刻度尺的刻度x/cm |
11.70 |
13.40 |
15.10 |
16.85 |
18.60 |
20.30 |
22.10 |
24.05 |
根据所测数据,请在坐标纸上画出弹簧指针所指刻度尺的刻度x与钩码质量m的关系图线。
根据x-m图线可计算出,该弹簧的劲度系数为________N/m。(结果保留三位有效数字)
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:实验室提供了以下器材:打点计时器、一端装有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是__________________。
已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。如图所示为实验所打出的一段纸带,在顺次打出的点中,从O点开始每5个打点间隔取1个计数点,分别记为A、B、C、D。相邻计数点间的距离已在图中标出,则打点计时器打下计数点C时,小车的瞬时速度v=________m/s;小车的加速度a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用手表测出单摆振动的周期T。用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=__________
在测量摆动的周期时,甲同学从石块某次通过平衡
位置时开始计时,数出以后石块通过平衡位置的次数
n,用手表测出所用的时间t;乙同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时,并将这次通过平衡位置时记为1,将小钢球第二次沿同一方向通过平衡位置时记为2,第三次沿同一方向通过平衡位置时记为3,以此类推,一直数到,同时停表, 手表显示时间为
。
你选择哪位同学的实验方法,并写出对应的单摆的周期表达式:_________。若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时只测量了悬线长做为摆长,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。