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15.(11分)某实验小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系.实验室提供如下器材:
A.表面光滑的长木板 B.可叠放钩码的物理小车 C.秒表
D.方木块(用于垫高木板) E.质量为m的钩码若干个 F.米尺
该研究小组采用控制变量法进行实验探究,即:
一、在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系. 实验时,可通过 来改变物体质量,通过测出木板长L和小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,可求得物体的加速度a =_____________. 他们通过分析实验数据发现:在误差范围内,质量改变之后,物体下滑所用时间可认为不改变.由此得出结论:光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量无关.
二、在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.
实验时,通过改变方木块垫放位置来整长木板倾角,由于没有量角器,该小组通过木板长L和测量出长木板顶端到水平面高度h求出倾角a的正弦值sina=h/L.下表是他们的实验数据.
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| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| L (m) | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| h (m) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| t (s) | 1.44 | 1.00 | 0.83 | 0.51 | 0.64 |
| sinα | 0.10 |
| 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| a(m/s2) | 0.97 |
| 2.90 | 7.69 | 4.88 |
(1)请将表格补充完整并在方格纸内画出a-sinα图线.
(2)分析a-sinα图线得出的结论是: .
(3)利用a-sinα图线求出当地的重力加速度g=__________m/s2.
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |