在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:
(1)纸带的________端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)根据图上所得的数据,从O点到B点,重物重力势能减少量ΔEp=________J,动能增加量ΔEk=________J(结果取3位有效数字);
(3)实验的结论是___________________________________________。
在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻.电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5Ω;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1Ω.由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:
A.量程为3V的电压表V
B.量程为0.6A的电流表
C.量程为3A的电流表
D.阻值为4.0Ω的定值电阻
E.阻值为100Ω的定值电阻
F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器
(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻.①在数据处理过程中,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,经过计算机拟合得到如图乙所示的图象,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为
.则电源甲的电动势E=V;内阻r=Ω(保留两位有效数字).
②根据上述实验结果,请你判断,在实验中定值电阻选择的是(填D或者E);
电流表选择的是(填B或者C);滑动变阻器选择的是(填F或者G).
(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表、定值电阻等器材,采用如图丙所示电路.
①定值电阻应该选择(填D或者E).
②实验中,首先将闭合,
断开,电压表示数为1.48V.然后将
、
均闭合,电压表示数为1.23V.则电源乙电动势E=V;内阻r=Ω(小数点后保留两位小数).
(Ⅰ)用如图装置验证机械能守恒定律,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B,A下端与通过打点计时器的纸带相连,B上放置一质量为m的金属片C,固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器,再由静止释放B,系统开始运动,当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。
①整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50 Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a =m/s2;B刚穿过D时的速度大小v = m/s(结果保留两位有效数字)。
②该实验中需验证等式是(用M、m、v和重力加速度g表示)。还可运用图象法加以验证:改变物块B的释放位置,重复上述实验,记录每次C、D间的高度差h,并求出B刚穿过D时的速度v,作出v2 – h图线如图丙所示,根据图线得出重力加速度的表达式g=,代入数据再与当地的重力加速度大小比较,判断系统机械能是否守恒。
③在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的一个办法。
。
某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表
U/V |
0.00 |
0.20 |
0.50 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
I/A |
0.000 |
0.050 |
0.100 |
0.150 |
0.180 |
0.195 |
0.205 |
0.215 |
现备有下列器材:
A.内阻不计的6V电源;
B.量程为0~3A的内阻可忽略的电流表;
C.量程为0~0.6 A的内阻可忽略的电流表;
D.量程为0~3V的内阻很大的电压表;
E.阻值为0~10Ω,额定电流为3A的滑动变阻器;
F.电键和导线若干。
(1)这个学习小组在实验中电流表选(填器材前面的字母)
(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个
(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而(填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若把用电器Z接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.150A,已知A、B两端电压恒为2V,则定值电阻R0 阻值为_______Ω。(结果保留两位有效数字)
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)
甲、乙都是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置图。
(1)较好的装置是(填“甲”或“乙”);
(2)某同学用关系式验证机械能是否守恒,他采用较好的装置进行实验,得到如图丙所示的一条完整纸带,将纸带上打出的第一个点标为A点,第二个点标为B点,后面依次类推,分别标为C、D、E、F、G、H、I,则在D点时重物运动的速度大小为m/s。(计算结果保留两位有效数字)
(3)若当地重力加速度g=9.80m/s2,比较重物在AD间的势能变化∆Ep和动能变化∆E的大小关系为:∆Ek∆Ep(填“>”、“=”或“<”),分析造成的原因是。