物理课上老师拿出了如图所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验,下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想。
(1)甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验。
① 要完成该实验,下列做法正确的是: (填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.实验时,应让小车尽量的靠近打点计时器,且应先放开小车再接通打点计时器的电源
C.在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时,不应将钩码通过定滑轮拴在小车上
D.通过增减小车上的砝码改变小车质量时,需要重新调节木板倾斜度
② 设钩码的总质量为,小车和砝码的总质量为
,实验中要进行
和
的选取,以下最合理的一组是:( )
A.M=200g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g
(2)乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验。
平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点来计算小车的速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法: 。
(3)丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验。
①实验中得到了一条纸带如图所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、
、
、
、
、
,打点周期为T。则打下点2时小车的速度
= ;若测得小车的质量为M、钩码的总质量为m,打下点1和点5时小车的速度分别用
、
表示,已知重力加速度为g,若不计一切阻力,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为 (用相关的字母表示)。
② 下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是:
A.实验中甲必须用天平测出小车的质量,乙、丙不需要测出小车的质量
B.实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力,丙不需要平衡摩擦力
C.实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量
D.实验中甲、乙、丙都要先接通电源,再放开小车,且小车要尽量靠近打点计时器
为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是_________。
A.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的那一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板固定打点计时器的那一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E、F、G。纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC="3.88" cm,CD="6.26" cm,DE="8.67" cm,EF="11.08" cm,FG=13.49cm,则小车运动的加速度大小a =_________m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=_________m/s。(结果保留二位有效数字)。
(3)某组同学实验得出数据,画出a~F图像如图所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是_________。
(4)消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后,要用钩码总重力代替小车所受的拉力,此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为_________。
在“验证力的平行四边形定则”的实验中,其中的两个实验步骤是:
(1)在水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两弹簧秤的读数F1、F2和_________。
(2)只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的结点到达_________,记下此时弹簧秤的读数F′和细绳的方向。
某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性,通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图所示。
①该同学所用蓄电池的电动势为6V,还有导线、开关及以下器材:
电流表有两个量程,分别为量程A(0~3A)和量程B(0~0. 6A)
电压表有两个量程,分别为量程C(0~3V)和量程D(0~15V)
滑动变阻器有两种规格,分别为E(0~10Ω,1.0A)和F(0~200Ω,1.0A)
则电流表选量程,电压表选量程,滑动变阻器选规格.(填代号)
②请在答题卡的方框中画出该实验电路图。
下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录:
表1电阻R=15Ω
电压U(V) |
1.5 |
3 |
4.5 |
电流I(A) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
表2电压U=2V
电阻R(Ω) |
5 |
10 |
20 |
电流I(A) |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
分析表1数据,可得出结论;
分析表2数据,可得出结论。
某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.
(1)实验主要步骤如下:
①测量小车和拉力传感器的总质量M′;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在C点,释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.
③在小车中增加砝码,或________,重复②的操作.
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M′与小车中砝码质量之和,|-v12|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中的ΔE3=________,W3=________.(结果保留三位有效数字)
次数 |
M/kg |
|![]() |
ΔE/J |
F/N |
W/J |
1 |
0.500 |
0.760 |
0.190 |
0.400 |
0.200 |
2 |
0.500 |
1.65 |
0.413 |
0.840 |
0.420 |
3 |
0.500 |
2.40 |
ΔE3 |
1.220 |
W3 |
4 |
1.000 |
2.40 |
1.20 |
2.420 |
1.21 |
5 |
1.000 |
2.84 |
1.42 |
2.860 |
1.43 |
(3)根据上表,我们在图中的方格纸上作出ΔE-W图线如图所示,它说明了________