题目内容
【题目】伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了其猜想。某校物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。
【1】实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。改变滑块起始位置的高度,重复以上操作。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量 的。
【2】下表是该小组测得的有关数据,其中S为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,y为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据,根据 ,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。
【3】本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于 等。(只要求写出一种)
【答案】时间 在实验误差范围内,是一常数 斜面摩擦不均匀(或水量测量不准确、滑块开始下滑和开始流水不同步、滑块停止下滑和停止流水不同步等.)
【解析】
关于初速度为零的匀变速运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是均匀稳定的流出,水的体积和时间成正比,所以该实验只要验证位移与体积的二次方是否成正比,就可验证该运动是否匀变速直线运动.
(1)关于初速度为零的匀变速运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是均匀稳定的流出,水的体积和时间成正比,所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间.(2)验证该运动是否匀变速直线运动,关键看位移与时间的二次方是否成正比,即看位移与体积的二次方是否成正比.所以根据在误差的范围内是一常数,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论.(3)本实验误差的主要来源有:斜面摩擦不均匀(或水量测量不准确、滑块开始下滑和开始流水不同步、滑块停止下滑和停止流水不同步等.)
【题目】某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:
①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置记为O1、O2,记录弹簧测力计的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧测力计示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F(N) | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.05 | 2.00 | 2.50 |
l (cm) | l0 | 10.97 | 12.02 | 13.00 | 13.98 | 15.05 |
③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新记为O、,橡皮筋的拉力记为。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在给出的坐标纸上(见答题卡)画出F–l图线,根据图线求得l0=_____cm。
(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N。
(3)根据给出的标度,在答题卡上作出FOA和FOB的合力F′的图示____________。
(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论。