如图甲所示,两个相同装置:两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘.盘里可以分别放不同质量的砂子,小车后端连着纸带,纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器,两个打点计时器并联接在同一接线板上.实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点,然后同时释放两辆小车,当其中有一辆小车快接近导轨末端时,断开接线板的电源,两打点计时器同时停止工作.
如图乙所示为某次实验得到的两条纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点(相邻两点间还有四个打点未画出),两相邻测量点间的距离如图所示,单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50Hz.
(1)求出①号纸带测量点5的速度v5= m/s;①号纸带对应的加速度值为 m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)利用此装置,正确平衡摩擦力后,研究质量一定时,加速度与力的关系,是否必须求出两辆小车运动加速度的确切值? (选填“是”或“否”);请说明理由:
(3)利用此图的其中一个装置,还可以探究做功与物体速度变化的关系. 若用M表示小车及车上砝码的总质量,m表示砂子及盘的总质量,对于改变外力对小车做的功,下列说法正确的是
A.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m |
B.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,不需要平衡摩擦,也不需要满足M远大于m |
C.通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m |
D.通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时,只需平衡摩擦不需要满足M远大于m |
(4)若在①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向,应该是 (填“O→E”,或“E→O”)
某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C等三条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,将这些计数点依次记为0、1、2、3、4……,其中一条如下图A所示。甲、乙、丙三段纸带,分别是从A、B、C三条纸带上撕下的.
(1)在甲、乙、丙中,最有可能从纸带A上撕下的是_________。
(2)打A纸带时,物体的加速度大小是___________ m/s2。
(3)打点计时器打计数点1时小车的瞬时速度为______________m/s。
(以上计算结果均保留3位有效数字)
|
|
|
|
某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有、 。(两个)
(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是,实验时首先要做的步骤是。
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2)。则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为(用题中的字母表示)。
(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2)。则最终需验证的数学表达式为(用题中的字母表示)。
“测量纸带运动加速度”实验中利用打点计时器得到一条纸带,纸带上 A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个点未画出。根据测量结果计算:(1)打C点时纸带的速度大小:_______________m/s;(2)纸带运动的加速度大小:________________m/s2。(结果保留3位有效数字)
在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示为某次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻的计数点间的时间间隔为0.1s。
(1)根据纸带上所给出的数据,计算各点的瞬时速度,得vB=m/s,
vC=m/s,vD=m/s。(保留小数点后一位)
(2)在如图所示的坐标系中,以打A点时为计时起点,作出小车的v-t图线,并根据图线求出a=m/s2,纸带上A点的速度vA=m/s。
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电源的仪器,电磁打点计时器的工作电压是V,电火花计时器的工作电压是V,其中实验误差较小。当电源频率是50 Hz时,它每隔s打一次点。