某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.
如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________cm.
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=________.
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEP=________,动能的增加量ΔEK=________.
如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和速度.
(1)
所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需________中的器材.
A.
直流电源、天平及砝码
B.
直流电源、毫米刻度尺
C.
交流电源、天平及砝码
D.
交流电源、毫米刻度尺
(2)
通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作________图象,其纵轴表示的是________,横轴表示的是________.
(Ⅰ)某校科技兴趣小组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,让滑块从不同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).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,V为相应过程中量筒中收集的水量.分析表中数据,发现________,说明滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动.
3)本实验误差的主要来源有:距离测量的不准确,还可能来源于________.(只要求写出一种)
(Ⅱ).物理小组测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=________(保留三位有效数字).
2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)
A、木板的长度1
B、木板的质量m1
C、滑块的质量m2
D、托盘和砝码的总质量m3
E、滑块运动的时间t
3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:________
为了测量量程为3 V的电压表V的内阻(内阻约2000 Ω),实验室可以提供的器材有:
电流表A1,量程为0.6 A,内阻约0.1 Ω
电压表V2,量程为5 V,内阻约3500 Ω
变阻箱R1,阻值范围为0-9999 Ω
变阻箱R2,阻值范围为0-99.9 Ω
滑动变阻器R3,最大阻值约为100 Ω,额定电流1.5 A
电源E,电动势6 V,内阻约0.5 Ω
单刀单掷开关K,导线若干.
(a)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路,在虚线方框中画出电路原理图(电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确.
(b)根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连线.
(c)说明实验所要测量的量:________;写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV=________.
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999 Ω,可当标准电阻用)一只电流表(量程IR=0.6 A,内阻rg=0.1 Ω)和若干导线.
①请根据测定电动势E内电阻r的要求,设计图1中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数1,并作记录,当电阻箱的阻值R=2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如下图2所示.处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数;再制作R-坐标图,如图3所示,图中已标注出了(R,)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3中.
③在图3上把描绘出的坐标点练成图线.
④根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________不变,用钩码所受的重力作为________,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________.
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是________
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
实验室有一块量程为500μA,内电阻Rg约为200 Ω的电流表(也称微安表),需要准确测量它的内电阻,有人根据实验室现有的器材设计了如图甲所示的实验电路.电路中部分器件的规格如下:
未校准的电流表(也称毫安表):(mA:量程1 mA,内电阻约100 Ω)
滑动变阻器:(R1:20 Ω,1 A)
电阻箱:(R2:999.9 Ω)
直流电源:(E:电动势3 V,内阻很小)
①为了保证实验操作过程的安全(即不论滑动变阻器R1的滑动端如何调节,都不会烧坏电流表),定值电阻R3的阻值至少应为________Ω.
②将下图乙所示的实物图按图甲所示的电路连接成实验电路.
③简述测量的主要操作步骤,并说明测量的结果.
某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.8 Ω的保护电阻R0,实验电路如图1所示.
(1)连好电路后,当该同学闭合电键,发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错,且接触良好;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b;b、c;d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是________.
(2)按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来.
(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点,请画出U-I图,并由图求出:电池的电动势为________,内阻为________.
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,造成本实验的系统误差的原因是:________
小李以一定的初速度将石子向斜上方抛出去,石子所做的运动是斜抛运动,他想:怎样才能将石子抛得更远呢?于是他找来小王一起做了如下探究:
他们用如下图所示的装置来做实验,保持容器水平,让喷水嘴的位置和喷水方向不变(即抛射角不变)做了三次实验:第一次让水的喷出速度较小,这时水喷出后落在容器的A点;第二次让水的喷出速度稍大,水喷出后落在容器的B点;第三次让水的喷出速度最大,水喷出后落在容器的C点.
小李和小王经过分析后得出的结论是:________;
小王回忆起上体育课时的情景,想起了几个应用上述结论的例子,其中之一就是为了将铅球推的更远,应尽可能________.然后控制开关让水喷出的速度不变,让水沿不同方向喷出,如下图所示,又做了几次实验,得到
小李和小王对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是:________;
小李和小王总结了一下上述探究过程,他们明确了斜抛物体在水平方向飞行距离与初速度和抛射角的关系,他们感到这次探究成功得益于在探究过程中两次较好的运用了________法.
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量m=1.00 kg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为第一个点,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:
根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律.
从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________J,动能增加量ΔEk=________J(结果取三位有效数字)
(3)
若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图象是下图中的