如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花打点计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.在实验中近似认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得.
(1)实验过程中,电火花打点计时器应接在 (选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮的高度,使 .
(2)图(b)是实验中获取的一条纸带的一部分,电火花打点计时器的电源频率为50Hz,其中0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,打“3”计数点时小车的速度大小为 m/s,由纸带求出小车的加速度的大小a= m/s2.(计算结果均保留2位有效数字)
(3)在“探究加速度与合外力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图(c)所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因为 .
某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下:
a.安装好实验器材。
b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如下图中0、1、2……6点所示。
c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:S1、S2、S3……S6。
d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。
e.分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值。
f.以为纵坐标、t为横坐标,标出
与对应时间t的坐标点,划出
—t图线。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
①实验中,除打点及时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有和。(填选项代号)
A.电压合适的50 Hz交流电源 | B.电压可调的直流电源 | C.刻度尺 |
D.秒表 E.天平 F.重锤 |
②将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图所示,则
S2=cm,S5=cm。
③该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出—t图。
④根据—t图线判断,在打0计数点时,小车的速度v0=m/s;它在斜面上运动的加速度a=m/s2。
如图所示为某同学为测量重力加速度设计的实验装置,通电的小型电磁铁吸着小钢球,通过断电可以让小钢球自由下落通过下方的一个光电门,光电门连接的计时器(未画出)可以记录直径为d=6.35mm的小钢球通过光电门所用的时间△t,通过旁边直立的刻度尺(未画出)可以测出小钢球从释放到通过光电门下落的高度h。、
(1)根据小钢球的直径d,下落的高度h及通过光电门的时间△t,可以算出重力加速度为________(用字母表示)
(2)为了减小误差,该同学通过多次改变光电门的位置,测出多个小球通过光电门的时间△t,作出~h图象,测出图象的斜率k=4.8×105m-1s-2,则重力加速度为__9.7__m/s2(结果保留两位有效数字)
(3)若另一同学用落体法测重力加速度,用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。闪光频率为f,由于照片中有一个小球的像模糊,因此他测出了图中1、5两球心及2、6两球心间的距离x1、x2,若照片中的小球直径只有实际小球直径的八分之一,由此求得重力加速度为_______2(x2 -x1)f2______。
在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,渗透了研究问题的多种科学方法:
① 实验环境的等效法 : 平衡摩擦力法;
② 实验条件设计的科学方法:_________控制变量法________;
③ 实验原理的简化:_______近似法______,即当小车质量M车>> m沙时,细绳对小车的拉力大小近似等于砂及桶的总重力m沙g;
④ 实验数据处理的科学方法:_____图象法_____;
⑤ 由a~M车图象转化为a~图象,所用的科学方法:______化曲为直法_______。(选填:“图象法“、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)
某同学用如图所示的实验装置来探究求合力的方法.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的实验要求是________.(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力 |
B.弹簧测力计应在使用前校零 |
C.拉线方向应与木板平面平行 |
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置 |
利用右图所示的的装置,研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与_________________(填“动能的增加量”或“速度的增加量”)的关系,可以验证机械能守恒定律.在处理实验数据时,需要确定打点时重物的动能.一次实验中,质量为m的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点迹,如图所示. 已知相邻两点之间的时间间隔为T.测得A、B两点间的距离为h1,B、C两点间的距离为h2.由此可以确定,在打点计时器打下B点时,重物的动能为_______________.