某研究性学习小组用图甲所示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作.测出多组(h,t),计算出对应的平均速度v;
④画出v-t图像。
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0,当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为.(用v0、g和t表示)
(2)实验测得的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h(cm) |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
t(s) |
0.069 |
0.119 |
0.159 |
0.195 |
0.226 |
0.255 |
v(![]() |
1.45 |
1.68 |
1.89 |
2.05 |
2.21 |
2.35 |
请在坐标纸上画出v-t图像。
(3)根据v-t图像,可以求得当地重力加速度g=m/s2,试管夹到光电门1的距离约为cm。(以上结果均保留两位有效数字)
如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道,在离B距离为x的A点,用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力,质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点,求:
(1)推力对小球所做的功.
(2)x取何值时,完成上述运动所做的功最少?最小功为多少?
(3)x取何值时,完成上述运动用力最小?最小力为多少?
(11分)某同学用如图甲的装置验证机械能守恒定律:
(1)安装打点计时器时,纸带的两个限位孔必须处在同一 线上;
(2)接通电源,让打点计时器正常工作后,松开;
(3)将纸带上打出第一个点记为0,并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点,分别记为1,2,3,….量出各点与0点的距离h,算出各点对应的速度,分别记为v1至v6,数据如下表:
代表符号 |
v1 |
v2 |
v3 |
v4 |
v5 |
v6 |
数值(m/s) |
2.80 |
2.99 |
3.29 |
3.39 |
3.59 |
3.78 |
表中有一个数据有较大误差,代表符号为 。
(4)修正数据后,该同学计算出各点对应速度的平方值,并作v2–h图象,如图乙所示,若得出的直线斜率为k,则可测出重力加速度g= .与真实值相比,测出的g值 .(填“偏小”或“偏大”)
某同学在测定匀变速直线运动的速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C、D……几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……如图所示,甲、乙、丙三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的.(下面计算结果保留两位有效数字)
(1)根据已有的数据,计算打A纸带时,物体的加速度大小是________________m/s2;
(2)计算打A纸带时,打第“1”个点时物体的速度为____________________m/s;
(3)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是______________.
现有一个由新材料制成的电阻,某同学要测量其阻值,他的实验步骤如下:
(1)用多用电表的电阻“×10”挡进行测量时表盘的示数如图,请读出其阻值约为Ω。
(2)用伏安法进行更为精确的测量。现有的其它器材规格及其代号如下:
电流表A1(0~5mA,内阻约为100Ω);
电流表A2(0~20mA,内阻约为25Ω);
电压表V1(0~3V,内阻约为10kΩ);
电压表V2(0~15V,内阻约为25kΩ);
直流电源E(电动势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为2.0A );开关S;导线若干。
①为使电表调节范围较大,测量时电表示数不得小于量程的。电流表应选,电压表应选。(填写器材的代号)
②请在虚线框中画出你设计的测量电路图。
某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a~F图象。
(1)图象不过坐标原点的原因是___________________________;
(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填 “是”或“否”);
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。