某同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的动能与哪些因素有关。他以圆形砂轮为研究对象,研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系。砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为10/π牛(不计转轴与砂轮的摩擦),分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同的角速度旋转进行实验,得到数据如下表所示:
(1)由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式 为 (比例系数用k表示)。合理猜想K的值为 单位 (填“有”或“没有”)
(2)以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是 。
半径r/cm |
质量m/kg |
角速度ω(rad/s) |
转动动能Ek/J |
4 |
1 |
2 |
6.4 |
4 |
1 |
3 |
14.4 |
4 |
1 |
4 |
25.6 |
4 |
2 |
2 |
12.8 |
4 |
3 |
2 |
19.2 |
4 |
4 |
2 |
25.6 |
8 |
1 |
2 |
25.6 |
12 |
1 |
2 |
57.6 |
16 |
1 |
2 |
102.4 |
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,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。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间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v= 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,浊算出图时速度v,并通过h= 计算出高度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。
(1)以上方案中只有一种正确,正确的是。(填入相应的字母)
(2)本实验计算出重力势能的减小为,对应动能的增加为
,由于不可避免地存在阻力,应该是
(等于,略大于,略小于)
在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,桶及桶中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
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(1)某组同学用如图(a)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是()
A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。 |
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动。 |
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 |
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 |
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)如图(b)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上O、A、B、C、D、E、F为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2(结果取小数点后2位)。
(3)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于桶及桶中砝码的重力.
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持桶及桶中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与________的图象.
(5)如图(c),甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是________.
(6)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(d)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,桶及桶中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
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(1)某组同学用如图(a)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是()
A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。 |
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动。 |
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 |
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 |
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)如图(b)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上O、A、B、C、D、E、F为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2(结果取小数点后2位)。
(3)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于桶及桶中砝码的重力.
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持桶及桶中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与________的图象.
(5)如图(c),甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是________.
(6)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(d)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,桶及桶中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
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(1)某组同学用如图(a)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是()
A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。 |
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动。 |
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 |
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 |
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)如图(b)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上O、A、B、C、D、E、F为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2(结果取小数点后2位)。
(3)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于桶及桶中砝码的重力.
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持桶及桶中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与________的图象.
(5)如图(c),甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是________.
(6)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(d)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
⑴在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量 |
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器 |
C.接通电源,松开纸带,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带 |
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下第一个打下的点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点 |
E. 测出纸带上各个计数点到O点的距离,得到这些点对应时刻重锤下落高度
F.利用测量数据,计算出这些点对应时刻的物体速度
G.利用上述数据,计算各点对应的重力势能减少量和动能增量,并进行比较
以上步骤中,不必要的步骤是(填写代表字母);
有错误或不妥的步骤是(填写代表字母).
⑵某同学用正确的步骤和操作进行试验,得到一条清晰的纸带,电源频率为50赫兹,O为打下的第一个点(初速度为零),各相邻的点间距如图所示,已知当地的重力加速度为9.8m/s2,重锤质量为1.0kg,则从O到C这段时间内,重锤重力势能的减少量为J,重锤动能的增加量为J.(结果保留三位有效数字)