某探究学习小组的同学欲以右下图装置中的滑块为研究对象“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、小木块、天平、刻度尺、细沙等材料.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放沙桶,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,则:
(1)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m、滑块的质量M两者应满足的条件是__________,而且实验时还需要有_______________________的步骤.
(2)在(1)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M向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OABC四点,量得各计数点间的距离分别为.若研究滑块的AB段,本实验最终要验证的数学表达式为____________(用题中的字母表示,重力加速度为g,打点计时器所接交变电流的周期为T).
在《验证机械能守恒定律》的实验中。
(1)下列实验操作顺序正确合理的一项是(填序号)
A.先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器,再将打点计时器固定在铁架台上 |
B.先用手提着纸带上端,使重物静止在打点计时器下方,再接通电源 |
C.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源 |
D.先取下固定在重物上的打好点的纸带,再切断打点计器的电源 |
(2)质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。(结果保留3位有效数字):
①打点计时器打下记数点B时,物体的速度vB=m/s。
②从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量ΔEp=J,动能的增加量ΔEk=J。
(6分)某中学实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。
(1)实验中木板略微倾斜,这样做。
A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑 B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……,并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W,第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W,……;橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次实验的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为m/s(结果保留位有效数字)。
(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示,根据图线形状可知,对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是。
A. B.
C.
D.
(10分)某同学利用打点计时器研究做匀变速直线运动小车的运动情况。图示为该同学实验时打出的一条纸带,其中纸带右端与小车相连接,纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s。请回答下列问题:
①根据纸带请判断该小车的运动属于_______(填“匀速”、“匀加速”、“匀减速”)直线运动.
②从刻度尺中可以得到xAB=_______cm、xCD=_________cm,由这两个数据得出小车的加速度大小a=______m/s2,打点计时器打B点时小车的速度v=m/s。
某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.
①如图 (a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表.由数据算得劲度系数k=________N/m.(g取9.80 m/s2)
砝码质量(g) |
50 |
100 |
150 |
弹簧长度(cm) |
8.62 |
7.63 |
6.66 |
②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图 (b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小________.
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为________.
④重复③中的操作,得到v与x的关系如图 (c).由图可知,v与x成________关系.由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的________成正比.
某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如下表所示:
G/N |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
4.00 |
F/N |
0.59 |
0.83 |
0.99 |
1.22 |
1.37 |
1.60 |
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s.
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F-G图线.
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=______(保留2位有效数字).
(3)滑块最大速度的大小v=________(用h、s、μ和重力加速度g表示).