题目内容
为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图的装置外,还备有下列器材:打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙。他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小桶时,滑块处于静止状态。要完成该实验,则:
⑴还缺少的实验器材是 。
⑵实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的实验条件是 ,实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的实验步骤是 。
⑶在⑵问的基础上,让小桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出该两点的间距为L、打下该两点时滑块的速度大小为v1、v2(v1< v2),已知当地的重力加速度为g。 写出实验要验证的动能定理表达式: (用题中所给的字母表示)。
(1) 刻度尺;(2) m<<M ; 平衡摩擦力;(3)
解析试题分析:(1)根据题意本实验需要测量滑块的位移,所以还缺少的器材是刻度尺.
(2)在该实验中,为了保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要将木板一端抬高,以平衡摩擦力;
设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:F=Ma,对砂桶和砂有:mg-F=ma,由此解得:
F=,由此可知当M>>m时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力,应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,即m<<M。由受力分析可知,为保证细线拉力为木块的合外力,首先要做的是平衡摩擦力。
(3)运动过程中外力做功为:W=mgL;
动能的增加量为:
根据动能定理实验要验证的表达式为为:
考点:探究功与速度变化的关系
张明同学在一次测电源运动势与内阻的实验中,用实验室仅有的实验器材,电流表一个、电阻箱一个、开关一个和导线若干,设计了如图所示的电路进行实验,测得的数据如下表所示。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
R(Ω) | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 22.0 | 28.0 |
I(A) | 1.00 | 0.50 | 0.34 | 0.25 | 0.20 |
由图像可知,该电池的电动势E= V,该电池的内阻r = Ω;(结果保留两位有效数字)。
利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比,理论上E测 E真,
r测 r真(选填“>”、“<”或“=”)。
LED发光二极管新技术已被广泛应用,如家用节能灯(LED灯)、LED投影仪、LED打印机、LED显示屏等。二极管是一种半导体元件,电路符号为“—卧一”,其特点是具有单向导电性,即电流从正极流人时电阻比较小,而从负极流入时电阻很大。
(1)某实验兴趣小组用多用电表粗测其正向电阻。他们先将多用电表的选择开关指向欧姆挡中“×10”挡位并正确进行调零,再将多用电表的 表笔(选填“红”或“黑”)与待测二极管的“+”极相接,其表盘及指针所指位置如图所示,则此时品体二极管的电阻为 Ω。
(2)为了测定该二极管的伏安特性曲线,备用了如下一些仪器:
A.电压表:内阻约20 kΩ, |
B.电流表:内阻约200Ω, |
C.滑动变阻器(0~20Ω), |
D.滑动变阻器(0~10 kΩ),及开关导线若干和够用的电源。 |
①请用这些仪器在方框中画出实验原理图。
②某同学得出以下一些数据:
请在所给坐标中画出其特性曲线。
③若此发光二极管的最佳工作电流为12 mA,现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个R= Ω的电阻(保留三位有效数字),才能使它工作在最佳状态。