如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.
(1)(3分)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点.
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出
-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则
与m应成________关系(填“线性”或“非线性”).
(2)完成下列填空:
①(1分)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是__________________________________.
②(4分)图为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________.
(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中, 实验室提供了以下器材:电火花打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是.
(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C……,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度.
位置 |
B |
C |
D |
E |
F |
速度/(m·s 1) |
0.737 |
0.801 |
0.928 |
0.994 |
(3) 以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线.(画在答卷上)
(4)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a=______m/s2. 方向是(填A→B ,或B→A)
在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,实验装置如图,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端每次测出相应的弹簧总长度.
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在如坐标图
(2)由此图线可得出该弹簧的原长为L0=______cm,劲度系数k=_______N/m.
某同学想描绘一只标称为“2.5V,1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:A.电流表A1(量程3.0A,内阻约0.2Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω,最大允许电流为2A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω,最大允许电流为0.5A)
G.电源E(电动势3V,内阻为0.25Ω)
H.电键、导线若干
⑴为了更好地完成实验,应选择的器材为:电流表,电压表,滑动变阻器;(选填器材前面的字母)
⑵请你在下面的方框中作出实验原理图;
⑶正确连接电路后,该同学测出如下表所示的实验数据,请你在坐标纸上描出该灯泡的伏安特性曲线;
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
电压U/V |
0 |
0.20 |
0.40 |
0.80 |
1.20 |
1.60 |
2.00 |
2.40 |
电流I/A |
0 |
0.11 |
0.21 |
0.33 |
0.40 |
0.45 |
0.48 |
0.52 |
⑷该同学完成实验后,又将本实验所用器材按图所示连接,闭合开关后将滑动变阻器滑片从左向右滑动,发现小灯泡先变暗后变亮,则小灯泡最暗时的功率约为W。(结果保留两位有效数字)
在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,橡皮条的另一端系两根细绳,细绳端带有绳套,先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条,把橡皮条的结点拉到某—位置Ο并记下该点的位置;再用一个弹簧秤将橡皮条结点拉到同—位置Ο点。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E.在用一个弹簧秤拉时必须将橡皮条的结点拉到用两个弹簧秤同时拉细绳时记下位置
其中正确的是。(填入相应的字母)
(2)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N ,两力的合力用F 表示,F 1、F 2与F 的夹角分别为θ1和θ2,关于F 1、F 2与F、θ1和θ2关系正确的有:____
A. F1="4" N B. F =" 12" NC.θ1=45° D.θ1<θ2
某同学在研究“对不同物体做相同功情况下,物体质量与速度的关系”时,提出了以下四种猜想:
A. B.
C.
D.
为验证猜想的正确性,该同学用如图所示的装置进行实验:将长木板平放在水平桌面上,木块固定在长木板一端,打点计时器固定在木块上,木块右侧固定一轻弹簧,用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,打点计时器在纸带上打下一系列点,选取点迹均匀的一部分纸带,计算出小车匀速运动的速度,测出小车的质量
;然后在小车上加砝码,再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车,计算出小车和砝码匀速运动的速度
,测出小车和砝码的总质量
:再在小车上加砝码,重复以上操作,分别测出
、
。
(1)每次实验中,都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放,目的是_________________________;
若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响,应进行的实验操作是______________________________________________。
(2)某次实验采集的五组数据如下表:
由表格数据直观判断,明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的__________;若对某个猜想进行数据处理并作图,画出了如图所示的图象,则图中的横坐标应是_____________。