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某实验小组学生采用如图1所示的装置(实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后,通过分析“小车位移与速度变化的对应关系”来研究“合外力对小车所做的功与速度变化的关系”.下图是实验中得到的一条纸带,点O为纸带上的起始点,A、B、C是纸带的三个连续的计数点,相邻两个计数点间均有4个点未画出,用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图所示,已知所用交变电源的频率为50Hz,问:
①打B点时刻,小车的瞬时速度v
B
=______m/s(结果保留两位有效数字)
②实验中,该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图2所示.根据该图形状,某同学对W与v的关系作出的猜想,肯定不正确的是______(填写选项字母代号)
A.Wccv
2
B.Wccv C.
Wcc
1
v
D.Wccv
3
③本实验中,若钩码下落高度为h
1
时合外力对小车所做的功W
0
,则当钩码下落h
2
时,合外力对小车所做的功为______.(用h
1
、h
2
、W
0
表示)
请完成以下两小题.
Ⅰ.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐,求:
(1)打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度如下表:
v
B
v
C
v
D
v
E
0.12m/s
0.16m/s
0.25m/s
则v
D
=______m/s.
(2)根据(1)中得到的数据,试在图中所给的坐标系中,画出v-t图象,并从中可得出物体的加速度a=______m/s
2
.
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏______.
Ⅱ.某同学欲设计一个电路,自制一台电子秤,通过查阅资料发现电子秤的主要部件为一个压敏电阻,没有压力时阻值为20Ω,允许通过的最大电流为0.5A,现有下列器材:压敏电阻、质量为m
0
的砝码、电流表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于压敏电阻的受压面上).请完成对该物体质量的测量.
A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
B.电流表A
1
:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
C.电流表A
2
:量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
D.滑动变阻器R
1
:最大阻值10Ω;
E.滑动变阻器R
2
:最大阻值50Ω;
F.开关、导线等.
(1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表是______,应该选用的滑动变阻器是______.
(2)根据所选器材设计一个电路,用来描绘压敏电阻的电流随压力变化的关系图象,要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大,在方框中画出完成的测量电路,并根据设计的电路图连接实物图,如图所示;
(3)请说明具体的测量步骤.
如图所示为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带.纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点,将直尺靠在纸带边,零刻度与纸带上某一点0对齐.由0到1、2、3…点的距离分别用d
1
、d
2
、d
3
…表示,测量出d
1
、d
2
、d
3
…的值,填入表中.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v
3
,并说明加速度的方向.
距离
d
1
d
2
d
3
d
4
d
5
测量值(cm)
加速度大小a=______m/s
2
,方向______,小车在点3时的速度大小v
3
=______m/s.
某同学在研究小车匀变速运动规律时,下图是该实验得到的一条纸带,从O点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s
1
=5.18cm,S
2
=4.40cm,s
3
=3.62cm,s
4
=2.84cm,s
5
=2.06cm,s
6
=1.28cm.则:( )
A.相邻两记数点间的时间间隔为0.1s
B.物体的加速度大小a=0.78m/s
2
C.打点计时器打下记数点3时,物体的速度大小V
3
=0.323m/s
D.打点计时器打下记数点3时,物体的速度大小V
3
=32.3m/s
在研究匀变速直线运动规律的实验中,做匀变速直线运动的小车带动纸带运动,用打点计时器打下一条点迹清晰的纸带,如图所示.打点计时器打点的时间间隔为0.02s,按打点时间先后顺序,每五个点取一个计数点,依次得到A、B、C、D、E 五个计数点.用刻度尺量得B、C、D、E各点到A点的距离分别为AB=7.60cm,AC=13.60cm,AD=18.00cm,AE=20.80cm.由此可知,打点计时器打B点时,小车的速度为______m/s,小车运动的加速度大小为______m/s
2
,加速度方向与小车运动方向______(填“相同”或“相反”).
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,圆盘加速转动时,角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β.我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,A、B、C、D…为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)
①如图甲所示,将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,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,圆盘停止转动和打点,取下纸带,进行测量.(计算结果 保留3位有效数字).
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的半径r为______.cm;
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为______rad/s;
(3)纸带运动的加速度大小为______m/s
2
,圆盘转动的角加速度大小为______.rad/s
2
.
(1)有一游标卡尺,主尺的最小分度为1mm,游标尺上有20个等分刻度,用该卡尺测长度时,可以准确到______mm,如图1所示工件的长度为______mm.
(2)做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率为50Hz,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,按图2所示,使每一条纸带下端与x轴重合,左边与y轴平行,将纸带段粘贴在直角坐标系中,则小车运动的加速度是______m/s
2
(保留两位有效数字).
电磁打点计时器用频率为50Hz的交流电源,由这种打点计时器打出的相邻的两点间对应的时间间隔为______秒.如图表示的是由这种打点计时器打出的某运动物体拉动的纸带上连续打出的若干点中的一段.如果测得AE两点间的距离为24.8cm,那么就可以确定物体在AE段对应的平均速度,其大小为______;如果进一步验证了该运动为匀加速直线运动,那么就可以确定该物体在C点对应的瞬时速度,其大小为______;如果再进一步测得AC两点间的距离为12.2cm,那么就可以确定该运动的加速度为______.
“探究加速度与力的关系”的实验装置如图(1).
(1)本实验中使用的电火花计时器,使用______ (选填“直流”或“交流”)电源.已知电火花计时器打点的时间间隔为0.02s,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为______s.
(2)如图(2)为某同学在平衡摩擦力后中打出的一条纸带,为了求出小车的加速度,他量出相邻两计数点间的距离.其中打计数点2时小车的速度为______m/s,小车的加速度a=______ m/s
2
.
(3)为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量______(选填“小”或“大”)得多.
(4)改变砂和砂桶质量,重新测出对应的加速度,多次测量后得到小车的加速度a和拉力F的数据如下表(小车质量保持不变).
F/N
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
a/(m?s
-2
)
0.10
0.21
0.30
0.39
0.51
①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象______;
②由图象得到的实验结论是______.
在某次研究匀变速直线运动的实验中,物体拖动纸带做加速直线运动打点计时器所使用的交流电源频率为50Hz,实验得到的一条纸带如图所示,纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出.按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示(单位:cm).则在打计数点1和4所对应的时刻,纸带运动的瞬时速度分别为v
1
=______m/s,v
4
=______m/s,从打计数点1到打计数点4这段时间内,拖动纸带运动的物体的平均加速度a=______m/s
2
.(保留两位有效数字)
0
5554
5562
5568
5572
5578
5580
5584
5590
5592
5598
5604
5608
5610
5614
5620
5622
5628
5632
5634
5638
5640
5644
5646
5648
5649
5650
5652
5653
5654
5656
5658
5662
5664
5668
5670
5674
5680
5682
5688
5692
5694
5698
5704
5710
5712
5718
5722
5724
5730
5734
5740
5748
176998
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