如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律。
①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是 (填字母代号)。
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是: 。
A.用刻度尺测出物体下落高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过 计算出瞬时速度v
C.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过 计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如下图所示。图中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量ΔEp= ,动能的增加量ΔEk= ( 用题中所给字母表示 )。
④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是________。
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出v2--h图线,如图所示。图象是一条直线,此直线斜率的物理含义是 。
已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为 %(保留两位有效数字)。
如图所示,NM是水平桌面,PM是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门,中心间的距离为L。质量为M的滑块A上固定一遮光条,在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下,光电门1、2记录遮光时间分别为Δt1和Δt2。遮光条宽度为d。
(1)若用此装置验证牛顿第二定律,且认为滑块A受到外力的合力等于B重物的重力,除平衡摩擦力外,还必须满足;在实验中,考虑到遮光条宽度不是远小于L,测得的加速度比真实值(选填“大”或“小”)。
(2)如果已经平衡了摩擦力,(选填“能”或“不能”)用此装置验证A、B组成的系统机械能守恒,理由是。
某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律,该同学在实验中得到一条纸带,如图所示,在纸带上取6个计数点,两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s。其中1、2、3点相邻,4、5、6点相邻,在3点和4点之间还有若干个点。
s1是1、3两点的距离,s2是2、5两点的距离,s3是4、6两点的距离。
(1)实验过程中,下列操作正确的是___________。
A.电磁打点计时器应接在220V交流电源上 |
B.实验时应先松开纸带,然后迅速打开打点计时器 |
C.实验时应先打开打点计时器,然后松开纸带 |
D.纸带应理顺,穿过限位孔并保持竖直 |
(2)点2速度的表达式v2=________。
(3)该同学测得的数据是s1=4.00cm,s2=16.00cm,s3=8.00cm,重物(质量为m)在竖直方向上运动从点2运动到点5过程中,动能增加量为____m,势能减少量为____m。(结果保留三位有效数字,重力加速度g =9.8m/s2)
某同学为测量一个阻值约为200Ω的电阻R ,准备的器材及规格如下:
电流表A(量程0~10mA,内阻约40Ω)
电压表V(量程0~3V,内阻约5kΩ)
直流电源E(电动势约4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流3.0A)
开关S
导线若干
(1)为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析。请用实线补充如图的实物连线,连成测量R的电路。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器R1的滑片移至端。(填“a”或“b”)
(3)闭合开关S后,将滑动变阻器R1的滑片移至适当位置,测得电压表和电流表的示数分别为U和I,若用U/I作为R的测量值,则此测量值应R的真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)
在用如图所示的实验装置验证“机械能守恒定律”的实验中:
(1)下列操作正确且必要的有()
A.用秒表测出重物下落的时间
B.用弹簧测力计称出重物的重力
C.装配好器材,松开纸带让重物自由下落然后接通电源
D.在点迹清晰的纸带上,距离起始点适当的位置,沿重物下落的方向,依次取若干个连续的点并标记,作为测量点
(2)某小组的同学,用接有6V、50Hz的交流电的打点计时器打出的一条纸带,如图所示,O为重锤下落的起点,选取的测量点为A、 B、C、D、E, F,各测量点到O点的距离已标在测量点下面。打点计时器打C点时,重物下落的速度
=______m/s(结果保留三位有效数字)
(3)该小组的同学分别求出打其他各点时的速度v;在坐标纸上描出的点迹如上图所示,则本地的重力加速度约为m/s2(结果保留两位有效数字)
在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有细绳的两根细绳;先后两次拉伸橡皮条,一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条.
(1)实验操作中,下列说法正确的是_______________________.
A.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行
B.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
C.拉力F1和F2的夹角越大越好
D.先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到满量程,然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
E.在共点力合成的实验中,根据实验数据画出力的图示,如图所示.图上标出了F1、F2、F、四个力,其中F不是由弹簧秤直接测得的
(2)实验中,要求先后两次力的作用效果相同,指的是________________.
A.用两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于用一个弹簧测力计拉力的大小
B.橡皮条沿同一方向伸长
C.橡皮条伸长到同一长度
D.橡皮条沿同一方向伸长到同一长度
(3)在共点力合成的实验中,根据实验数据画出力的图示,如图所示.图上标出了F1、F2、F、F′四个力,其中_______(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的.