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(Ⅰ)某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
a.该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差ΔV2(ΔV2=V2-V02),填入下表:
若测出小车质量为0.2 kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为________N
b.若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是________,如何消除这一误差________.
(Ⅱ).要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3 V,内阻约3 K)
B.电流表A(量程3 A,内阻0.01 Ω)
C.定值电阻R(阻值2 kΩ,额定电流50 mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3 V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关S1、S2,导线若干
(1)有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
①用多用电表正确测量了一个约10 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是3 kΩ左右的待测电压电阻.请选择以下必须的步骤,按操作顺序写出:________.
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指零
B.将红表笔和黑表笔接触
C.把选择开关旋转到“×1 k”位置
D.把选择开关旋转到“×100”位置
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“0”刻度
F.用表笔接触约3 kΩ左右的电阻并测量
②若测量结果如图甲所示,则该电阻的测量值为________kΩ
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(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图乙、图丙的实验电路,你认为其中较合理的电路图是________,其理由是________.
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(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好.
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(4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:________.
用上述所测量物理量的符号表示电压表的内阻RV=________
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(1)某组同学用如图(a)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是( )
| A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。 |
| B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动。 |
| C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力 |
| D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 |
(2)如图(b)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上O、A、B、C、D、E、F为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2(结果取小数点后2位)。
(3)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于桶及桶中砝码的重力.
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持桶及桶中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与________的图象.
(5)如图(c),甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是________.
(6)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(d)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
(1)打点计时器打点时间间隔为T,当地重力加速度为g,实验用的重物的质量为m,若按要求正确地选出纸带进行测量.如图1所示,量得连续三个点A、B、C到第一个点O的距离分别是s1、s2和s3,当打点计时器打B点时,重物的重力势能减少量为
| m(s3-s1)2 |
| 8T2 |
| m(s3-s1)2 |
| 8T2 |
(2)若甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带,打点计时器打点时间间隔为0.02s,量出各自纸带上第1、2两点间的距离分别为0.17cm、0.19cm、0.22cm,可以看出其中有一位同学在操作上有错误,操作错误的同学是
②磁电式电压表是用电流表经过改装而成的,现有一满偏电流Ix=300μA,内阻未知的电流表,要将它改装成电压表.如图2(a)(b)(c)所示.
(1)在采用图(a)所示电路测定表头内阻时,要求R1电阻
(2)使电流表指针半偏时,电阻箱R1的示数如图(b)所示,则电流表内阻rx=
(3)按图(a)所示的电路,将图(c)中的器材连成实验电路.
在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200 g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为纸带下落的起始点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:
(1)同学甲根据公式
得
(m/s)2,计算出从O点到B点重物动能增加量ΔEk=
J,再由重力做功W=mg
计算出重力势能的减少量ΔEp=0.376 J,于是他根据ΔEk=ΔEp得出重物下落过程中机械能守恒的结论。该同学的探究过程是否合理?简要说明理由。
答:________________________________________________________________________。
(2)同学乙还想根据纸带上的测量数据进一步探究重物和纸带下落过程中所受的阻力,为此他计算出纸带下落的加速度为a=_________m/s2,从而计算出阻力f=________N
(3)若同学丙不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?若能,写出要测量的物理量和验证过程(可根据需要增加计数点,如D、E等);若不能,简要说明理由。
答:________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
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在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度的值为
,测得所用重物的质量为1.00kg.甲、乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm,可看出其中肯定有一个学生在操作上有错误,该同学是______________________.
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:
(1)纸带的_______端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度
_________;
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是
________,此过程中物体动能的增加量
_________(取
);
(4)通过计算,数值上
________
(填“>”“=”或“<”),这是因为________;
(5)实验的结论是____________.
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