如图所示,某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验,必需的实验器材还有_________________。
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做_________运动。
③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是____(填字母代号)。
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。
实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N。
各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为。请计算前补填表中空格(结果保留小数点后四位)。
计数点 |
s/m |
v/(m·s-1) |
v2/(m2·s-2) |
W/J |
![]() |
A |
0.1550 |
0.5560 |
0.3091 |
0.0310 |
0.0309 |
B |
0.2160 |
0.6555 |
0.4297 |
0.0432 |
0.0430 |
C |
0.2861 |
0.7550 |
0.5700 |
0.0572 |
0.0570 |
D |
0.3670 |
0.8570 |
0.7344 |
0.0734 |
0.0734 |
E |
0.4575 |
0.9525 |
0.9073 |
|
|
F |
0.5575 |
1.051 |
1.105 |
0.1115 |
0.1105 |
G |
0.6677 |
1.150 |
1.323 |
0.1335 |
0.1323 |
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内 。
(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列个些原因造成的______________(填字母代号)。
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够
D.平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大
(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出
图线。
分析图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=____________(用题目中相关物理量字母表示)。
用图甲所示的装置来研究自由落体运动,得到的一条纸带如图图乙所示,O为打下的第一个点,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。测得O点到各计数点间的距离为:hOA=48.5mm,hOB=193.9mm,hOC=436.5mm,hOD=776.0mm.
(1)计时器打C点时重物下落的速度vC=m/s(保留三位有效数字);
(2)重物自由下落的加速度g测=m/s2(保留三位有效数字)。
(3)某同学想利用测得的vC、g测的值,以及O、C间的距离h,判断g测h与是否相等,来验证机械能是否守恒。你认为此方案是否可行?。(选填“是”或“否”)
某同学做测定弹簧劲度系数的实验。他测出了弹簧长度l与对应弹力F的五组数据后,在F-l坐标系中描出了对应的五个点,如图所示。
(1)在图中绘出F-l图线;
(2)由图线求得弹簧的劲度系数k=N/m.(保留两位有效数字)。
(1)目前实验室用的打点计时器有打点计时器和计时器两种,它们的原理基本一样,所接电源均为频率为50Hz的交流电源,每隔打一次点。(3分)
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定的A.B.C.D.E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如下图所示,每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s。
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打B.C.D.E、F五个点时的瞬时速度,并将各个速度值填入下式(数值保留到小数点后第三位)m/s,
m/s,
m/s,
m/s,
m/s。(每空1分计5分)
②将B.C.D.E、F各个时刻的瞬时速度标在右图所示的坐标线上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(描点2分,作图2分计4分)
图1是小红同学在做"描绘小灯泡的伏安特性曲线"实验的实物连接图。
(1)根据图1画出实验电路图.
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①②③④所示,电流表量程为 ,电压表量程为3V。所示读数为:①②_③_④。两组数据得到的电阻分别为和。
甲同学准备做"验证机械能守恒定律"实验,乙同学准备做"探究加速度与力、质量的关系"实验
(1)上图中
、
、
、
、
表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材_,乙同学需在图中选用的器材。(用字母表示)
(2)乙同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带的加速度大(填①或者②),其加速度大小为.