题目内容
(4分)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用下图所示的装置测量重物自由落体运动的加速度。对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是: (填写字母序号)。
A.电磁打点计时器应接6V以下的直流电源 |
B.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止 |
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料 |
D.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点。 |
B
解析试题分析:实验器材选用的电磁打点计时器所用电源为低压交流电源,故选项A错误;由于实验要测量自由落体运动的加速度,因此重物释放前处于静止状态,越靠近打点计时器,能打点的纸带就越长些,实验测得的数据会多点,故选项B正确;自由落体运动是物体只在重力作用下的运动,而实际运动中肯定会有空气阻力存在,因此应选用密度大、体积小的实心重物,这样空气阻力的影响才会较小,故选项C错误;自由落体运动为匀变速直线运动,因此在没有初始点的情况下,根据相邻相等时间内的位移之差相等,且等于aT2,可以算得加速度大小,故选项D错误。
考点:本题主要考查了实验原理、实验注意事项、实验误差分析和数据处理等实验能力问题,属于中档题。
(9分)现要用如图所示的装置探究“加速度与物体受力的关系”。小车所受拉力和及其速度可分别由拉力传感器和速度传感器记录下来。速度传感器安装在距离L= 48.0cm的长木板的A、B两点。
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做 ___________ 运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a = ____ 。表中的第3次实验数据应该为a= ____ m/s2(结果保留三位有效数字)。
次数 | F(N) | (m2/s2) | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | |
4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(4)对比实验结果与理论计算得到的两个关系图线,分析造成上述偏差的主要原因是 。
(10分)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05 s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留三位有效数字):
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m/s) | 5.59 | 5.08 | 4.58 | |
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5= m/s.
②从t2到t5时间内,重力势能增量ΔEp= J,动能减少量ΔEk= J.
③在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔEp ΔEk(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是
(9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a =________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F/N | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
加速度a/(m·s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因.