如图所示,某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验,必需的实验器材还有_________________。
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做_________运动。
③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是____(填字母代号)。
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。
实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N。
各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为。请计算前补填表中空格(结果保留小数点后四位)。
计数点 |
s/m |
v/(m·s-1) |
v2/(m2·s-2) |
W/J |
![]() |
A |
0.1550 |
0.5560 |
0.3091 |
0.0310 |
0.0309 |
B |
0.2160 |
0.6555 |
0.4297 |
0.0432 |
0.0430 |
C |
0.2861 |
0.7550 |
0.5700 |
0.0572 |
0.0570 |
D |
0.3670 |
0.8570 |
0.7344 |
0.0734 |
0.0734 |
E |
0.4575 |
0.9525 |
0.9073 |
|
|
F |
0.5575 |
1.051 |
1.105 |
0.1115 |
0.1105 |
G |
0.6677 |
1.150 |
1.323 |
0.1335 |
0.1323 |
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内 。
(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列个些原因造成的______________(填字母代号)。
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够
D.平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大
(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出
图线。
分析图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=____________(用题目中相关物理量字母表示)。
(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤分别拉着两根绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,则下列说法中正确的是 ()
A.同一次实验中,O点位置不允许变动 |
B.实验中,橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行 |
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取90° |
D.实验中,要始终将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点。 |
(2)如图所示,是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果,其中F是用作图法得到的合力,F’是通过实验验证测得的合力,则哪个实验结果是符合实验事实的是(填“甲”或“乙”)。
某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节 |
B.电流表:量程0~0.6 A,内阻约为0.3Ω |
C.电流表:量程0~3 A,内阻约为0.1Ω |
D.电压表:量程0~3 V,内阻未知 |
E.电压表:量程0~15 V,内阻未知
F.滑动变阻器:0~10 Ω,2 A
G.滑动变阻器:0~100 Ω,1 A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:___ (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择下图中的 (填“甲”或 “乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=______V,内电阻r=__ __ Ω。
下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为mm和mm。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,利用实验得到了8组数据,在图甲所示的I U坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。
(1)根据图线的坐标数值,请在图乙中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路。
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某同学设计了一个多量程多用电表,其内部结构原理图如图所示。其电流表的量程分别为10mA和250mA,电压表的量程分别为10V和250V,电阻档分别为×10Ω和×100Ω。则下列说法正确的是( )
A.功能选择开关s与“1” 相接时, 所测物理量和量程分别是直流电流、250mA |
B.功能选择开关s与“3” 相接时, 所测物理量和量程分别是直流电流、10mA |
C.功能选择开关s与“5” 相接时, 所测物理量和量程分别是直流电压、250V |
D.功能选择开关s与“6” 相接时, 所测物理量和量程分别是直流电压、10V |