某实验小组设计出如下的实验方案,实验装置如图甲所示。测得出小车质量为M,砝码及砝码盘总质量为m,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz。实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置。 |
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动。 |
C.取下细绳和砝码盘。 |
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带。 |
回答下列问题:
(1)如图乙所示是实验中打出的一条纸带的一部分,测出四段x1、x2、x3、x4位移大小,则可求出小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字);小车质量M与砝码及砝码盘总质量m之比 。(g=10m/s2)
(2)按上述方案做实验,以及这段纸带是否能验证动能定理?________(填“是”或 “否”);
若能,请写出需要验证的关系式为 。(用所测物理量的符号表示)
某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为_________m/s2。(保留二位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m,数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
小车加速度a/m·s–2 |
1.90 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
1.67 |
![]() |
4.00 |
3.45 |
3.03 |
2.50 |
2.00 |
1.41 |
1.00 |
0.60 |
请在方格坐标纸中画出a–1/m图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是 。
(3)有一位同学通过实验测量作出了图(c)中的A图线, 另一位同学实验测出了如图(c)中的B图线.试分析
①A图线不通过坐标原点的原因是_______________________________________________;
②A图线上部弯曲的原因是_____________________________________________________;
③B图线在纵轴上有截距的原因是_______________________________________________.
在“验证力的平行四边形定则”的实验中,如右图所示,用A、B两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其拉至E处,此时α+β=90°,然后保持A的读数不变,当α角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是
A.增大B的读数,减小β角 | B.减小B的读数,减小β角 |
C.减小B的读数,增大β角 | D.增大B的读数,增大β角 |
如图甲所示,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图6乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样,由此验证机械能守恒。根据以上内容。回答下列问题:
(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T= s,图乙中的圆柱棒的 端是悬挂端(填左或右)。
(2)根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vc= m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD= m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为 J,重力势能的变化量为 J(g=9.8m/s2)。由此可得出的结论是 。
在用“打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中,质量为m=1.00kg的重物拖着纸带竖直下落,打点计时器在纸带上打下一系列点,如图所示,相邻计数点间的时间间隔为0.04秒,P为纸带运动的起点,从P点到打下B点的过程中重力势能的减少量⊿Ep= J,在此过程中物体动能的增量⊿Ek=J,(g=9.8m/s2,答案保留三位有效数字)。用v表示各计数点的速度,h表示各计数点到P点的距离,以为纵轴、以h为横轴,根据实验数据绘出
的图线,该图线的斜率表示某个物理量的数值时,说明重物下落过程中的机械能守恒,该物理量是 。
如图所示的实验说明:只要穿过闭合电路的(1)闭合电路中就有(2)产生。