某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 .
(2)本实验采用的科学方法是 .
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ;
②遗漏的内容分别是 和 .
在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)摆动时偏角应满足的条件是,为了减小测量周期的误差,计时开始时,摆球应是经过最(填“高”或“低”)点的位置,且用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间,求出周期.图甲中秒表示数为一单摆全振动50次所经过的时间,则单摆振动周期为s。
(2)用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长,测量情况如图乙所示.O为悬挂点,从图乙中可知单摆的摆长为cm。
(3)若用L表示摆长,T表示周期,那么重力加速度的表达式为。
某同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的动能与哪些因素有关。他以圆形砂轮为研究对象,研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系。砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为10/π牛(不计转轴与砂轮的摩擦),分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同的角速度旋转进行实验,得到数据如下表所示:
(1)由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为(比例系数用k表示)。
(2)以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是。
半径r/cm |
质量m/kg |
角速度ω(rad/s) |
圈数 |
转动动能Ek/J |
4 |
1 |
2 |
8 |
6.4 |
4 |
1 |
3 |
18 |
14.4 |
4 |
1 |
4 |
32 |
25.6 |
4 |
2 |
2 |
16 |
12.8 |
4 |
3 |
2 |
24 |
19.2 |
4 |
4 |
2 |
32 |
25.6 |
8 |
1 |
2 |
16 |
25.6 |
12 |
1 |
2 |
24 |
57.6 |
16 |
1 |
2 |
32 |
102.4 |
某同学研究小球摆动过程中机械能守恒,他用的DIS的装置如图(a)所示,在实验中,选择以图像方式显示实验的结果,所显示的DIS图像如图(b)所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。
(1)图(b)的图像中,表示小球的动能Ek随小球距D点的高度h变化关系的图线是()。
(2)根据图(b)所示的实验图像,可以得出的结论__________ __________________。
如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
①关于本实验下列说法正确的是:
A.入射小球的质量应比被碰小球质量大
B.小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响
C.入射球必须从同一高度释放
D. 斜槽一定要固定好,末端切线不需要调节水平
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.
然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.
接下来要完成的必要步骤是______.(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为________________________(用②中测量的量表示);
④经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离分别为35.20cm、44.80cm、55.68cm如图所示.
实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为________.
⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用④中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 ________ cm.
在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中,让质量为m1的小球从斜槽轨道上某处自由滚下,与静止在轨道末端的质量为m2的小球发生对心碰撞(如图所示),则
(1)两小球质量及大小关系应满足;
A、m1= m2 B、m1> m2
C、m1< m2 D、大小相等
(2)实验中必须测量的物理量是;
A、小球的质量m1和m2B、桌面离地面的高度H
C、小球m1的初始高度h D、小球m1单独落下的水平距离OB
E、小球m1和m2碰后的水平距离OA、OC
(3)本实验我们要验证等式:是否成立。〔用(2)中的字母表示〕