研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调.打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带. |
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 |
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连. |
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔 |
上述实验步骤的正确顺序是:________(用字母填写).
②图(b)中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=________s.
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=________.
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=________.
在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50 Hz。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)
(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是________(填A、B、C、D或E)点读数。
(2)该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距离用h来表示,他用计算与C点对应的重锤的瞬时速度,得到动能的增加量,这种做法___________(填“对”或“不对”)。
(3)若O点到某计数点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为________________。
(4)若重锤质量m=2.00×10-1 kg,重力加速度g="9.80" m/s2,由图中给出的数据,可得出从O点到打下D点,重锤重力势能的减少量为_______________ J,而动能的增加量为________ J(均保留三位有效数字)。
三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:
(1) 甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________________________。
(2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是__________________________________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______________。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每__________________s曝光一次,该小球运动到图中位置2时速度大小为___________m/s(g取10m/s2)。
卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境设计了如图所示装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是;
(2)为了测得待测物体的质量,需要测量物体转动n圈所用时间t,还需要测量的物理量有(填写物理量符号并说明意义);
(3)待测物体质量的表达式为m=(用所测物理量符号表示)。
在做“研究平抛物体的运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动轨迹,并求出平抛运动初速度。实验装置如图甲所示。
(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( )
A.保证小球飞出时,初速度大小相同 B.保证小球飞出时,初速度水平
C.保证小球落地时每次速度都相同 D.保证小球运动的轨迹是同一条抛物线
(2)关于这个实验,以下说法不正确的是( )
A.每次小球要从同一位置由静止释放
B.小球释放的初始位置越高越好
C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板
(3)在实验中,为减少空气阻力对小球的影响,所以选择小球时,应选择下列的()
A.空心铁球 B.实心小木球
C.实心小铁球 D.以上三种球都可以
(4) 如图乙所示,某同学在描绘平抛运动轨迹时,忘记记下斜槽末端位置。图中A点为小球运动一段时间后的位置,他便以A点为坐标原点,建立了水平方向和竖直方向的坐标轴,则根据图象可知小球平抛运动的初速度大小为___ __m/s,小球抛出点的位置坐标为x=___ _cm,y=___ _cm。(g取10m/s2)
为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为
的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后面连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动,如图甲所示
B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动.
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打出的纸带如下图,测得各点与O点(O点为打出的第一个点)距离如图所示:
试回答下列问题:
⑴已知相邻计数的时间间隔为T,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打
点时滑块速度
_____________________,打点计时器打
点时滑块速度
_____________________
⑵已知重锤质量,当地的重加速度
,若已测出滑块沿斜面下滑的位移为
,则这一过程中,合外力对滑块做的功的表达式
_____________________
⑶测出滑块在、
、
、
、
段合外力对滑块所做的功,及
,然后以
为纵轴,以
为横轴建坐标系,描点作出
图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为
,则滑块质量
_____________