在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,小车在运动中会受到阻力作用,这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差,我们在实验中想到的办法,是使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法中正确的是( )A.木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格的要求 | B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件:即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 | C.如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的 | D.其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的 | (1)测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题.为此,某同学设计了如下实验方案: A.实验装置如图1所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起.调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动; B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动.
请回答下列问题: ①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是______;②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小______钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”); (2)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验室提供了下表中的器材.
小灯泡L(额定电压2.5V,额定电流250mA) | 直流电源E(电动势3V,内阻不计) | 电流表A1(量程300mA,内阻约0.5Ω) | 电流表A2(量程500mA,内阻约0.2Ω) | 电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ) | 电压表V2(量程6V,内阻约6kΩ) | 滑动变阻器(最大阻值约10Ω) | 开关S,导线若干 |
如图甲所示,是某同学验证动能定理的实验装置.其步骤如下: a.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,接纸带,合理调整木板倾角,使小车沿木板匀速下滑. b.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M. c.取下细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出).O为打下的第一点.已知打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g. ①步骤c中小车所受的合外力为______. ②为验证从O→C 过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为x0,OC间距离为x1,则C点的速度为______.需要验证的关系式为______ (用所测物理最的符号表示). | (1)爱因斯坦提出了质能方程,揭示了质量与能量的关系,它的表达式是______. (2)在测定金属丝电阻率的实验中,如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径d=______mm.如图乙所示,用多用电表的“×l”欧姆挡,调零后测得金属丝阻值R=______Ω,若实验中测出金属丝的长度为L,则该金属丝电阻率的表达式 ρ=______(用符号表示). (3)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是: ①摆好实验装置如图. ②将质量为200g的小车拉到打点计 时器附近,并按住小车. ③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上. ④释放小车,打开电磁打点计时器的 电源,打出一条纸带. (1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据: ①第一个点到第N个点的距离为40.0cm: ②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s. 该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:拉力对小车做的功为______J,小车动能的增量为______J(g=10m/s2). (2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是:______ ______(至少回答出两点).
| (1)如图所示,是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功与物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,使每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出. ①除了图中给出的实验器材外,需要的器材(除学生电源外)还有______ ②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是______ ③每次实验得到的纸带上的点距并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量. (2)在“验证牛顿第二定律”的实验中,某实验小组设计了如下的实验方案.如图所示,将两个光滑导轨分上下两层水平排列.与两个相同小车后部相连的刹车线穿过导轨尾端固定板,由安装在后面的刹车系统控制两小车同时起动和同时制动(图中未画).实验中可通过增减盘中的砝码来改变拉力的大小,通过增减放置在小车上的砝码改变小车的质量.下表是该实验小组的实验数据:
次数 | 小车 | 拉力(N) | 质量(g) | 位移(cm) | 拉力 比值(F甲:F乙) | 质量 比值(m甲:m乙) | 位移 比值(x甲:x乙) | 加速度 比值(a甲:a乙) | 1 | 甲 | 0.1 | 200 | 22.3 | 0.50 | 1 | 空格1 | 空格2 | 乙 | 0.2 | 200 | 43.5 | 2 | 甲 | 0.2 | 200 | 40.2 | 1 | 0.50 | 空格3 | 空格4 | 乙 | 0.2 | 400 | 19.5 |
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