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18.小明同学设计了如图甲所示的实验装置,测量手机电池的质量,为使滑块平稳运动,小明把两块质量相等的手机电池用轻细棉线固定在滑块的两侧.接通气源,调节导轨水平,把细线的一端连接在滑块上,另一端固定在钩码上.(1)如图乙,小明用螺旋测微器测得遮光条的宽度L=6.000mm.
(2)将固定好手机电池的滑块从图甲所示的位置由静止释放,在钩码的牵引下先后通过两个光电门,数字计时器记录遮光条通过第一个光电门的时间为△t1=6.00×10-3 s,通过第二个光电门的时间为△t2=2.00×10-3 s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=0.80 s,则手机电池的加速度a=2.5m/s2.
(3)已知钩码的质量m1=250g,滑块与遮光条的总质量为m2 =600g,则一块手机电池的质量为m=75g.(取重力加速度g=10m/s2)
分析 (1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.
(2)应用速度公式求出瞬时速度,然后由加速度定义式求出加速度.
(3)对钩码、遮光条、手机电池应用牛顿第二定律可以求出手机电池的质量.
解答 解:(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:6mm+0.0×0.01mm=6.000mm;
(2)经过光电门1的速度:v1=$\frac{L}{△{t}_{1}}$=$\frac{6.000×1{0}^{-3}}{6.00×1{0}^{-3}}$=1m/s,
经过光电门2的速度:v2=$\frac{L}{△{t}_{2}}$=$\frac{6.000×1{0}^{-3}}{2.00×1{0}^{-3}}$=3m/s,
加速度:a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{△t}$=$\frac{3-1}{0.80}$=2.5m/s2;
(3)由牛顿第二定律得:m1g=(m1+m2+2m)a,
即:0.25×10=(0.25+0.6+2m)×2.5,解得:m=0.075kg=75g;
故答案为:(1)6.000;(2)2.5;(3)75.
点评 本题考查了螺旋测微器读数,考查了实验数据处理,螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数,螺旋测微器不需要估读;知道实验原理是解题的关键.
练习册系列答案
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C. | 极板A、C间电压大小为$\frac{BdvSR}{RS+ρd}$ | D. | 回路中电流为$\frac{Bdv}{R}$ |
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B. | 电源的输出功率一定变小 | |
C. | 电压表V1的读数的变化量与电流表A1的读数的变化量的比值不变 | |
D. | 若滑片P的位置不动,R2突然发生短路,则A2的读数增大 |