为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求.
在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间 ,则导轨水平;
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是 ;
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式 (用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.
(1)某同学利用图(a)所示实验装置研究“小车加速度a与砂桶(含砂)质量m的关系”.
①实验开始时,先把安装有发射器的小车移到靠近接收器附近,调节木板上定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细线与木板____________.
②将小车静止地放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,直到小车能沿沿木板向下滑动为止.
③实验中保持小车(含发射器)的质量不变,反复改变砂桶内砂的质量,记录砂和桶的总质量m,并通过位移传感器及与之相连的计算机得到小车相应的加速度a.获取的实验数据已标在图(b)所示的坐标图中,请在图(b)中作出a-m图线.
④a-m图线不过原点,其原因可能是步骤②中垫高的木板倾角___________(选填“过大”或“过小”).
⑤根据a-m图线可以求出小车(含发射器)的质量是________kg.(重力加速度g=9.8m/s2,计算结果保留两位有效数字).
在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如右图所示.一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=________(保留三位有效数字).
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)
A.木块的长度L | B.木板的质量m1 | C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t |
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用所测物理量的字母表示,重力加速度为g)与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个理由:。
在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。小木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长水平放置的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时小木块所处的位置,测得OB1的距离为L1,并把此过程中弹簧对小木块做的功记为W1。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验并记录相应的数据,作出弹簧对小木块做功W 与小木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。
请回答下列问题:
(1)W—L图线为什么不通过原点?。
(2)弹簧被压缩的长度LOA =cm。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:
A.直流电源3V(内阻不计) |
B.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω) |
C.直流电流表0~3A(内阻约为0.1Ω) |
D.直流电压表0~3V(内阻约为3kΩ) |
E.滑动变阻器100Ω,0.5A
F.滑动变阻器10Ω,2A
G.导线和开关
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用;(均填写仪器前的字母)
(2)在图所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P向b端滑动时,灯泡变亮);
(3)根据实验数据,画出的小灯泡I-U图线如图所示。由此可知,当电压为0.5V时,小灯泡的灯丝电阻是Ω;
(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象,在图中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是。(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
指针式多用电表是电路测量的常用工具。现用多用电表测量一个定值电阻的阻值(阻值约为一百多欧姆)。
(1)将红、黑表笔分别插入“+”、“−”插孔,接下来必要的操作步骤和正确的顺序是。(请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出)
①将选择开关旋转“×10”的位置;
②将选择开关旋转“×100”的位置;
③用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线;
④根据指针所指刻度和选择开关的位置,读出电阻的阻值;
⑤将两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0Ω”。
(2)若正确测量时指针所指刻度如图10所示,则这个电阻阻值的测量值是Ω。
(3)在使用多用电表测量电阻时,若双手捏住红、黑表笔金属部分,则测量结果将。(选填“偏大”或“偏小”)