摘要:156,605,7.8
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实验:验证牛顿第一定律
滑块在水平的气垫导轨上运动,如果加速度为零,即可得出滑块做匀速直线运动的结论,从而验证牛顿第一定律.但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动,而是减速运动.这是因为滑块在导轨上运动时,尽管有气垫的漂浮作用,但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的.当导轨的一端垫高而斜置时,滑块的下滑力明显大于上述两种阻力,因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论.实验装置如图所示.
如果滑块上的挡光片宽度为d,通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t1和t2,那么滑块通过两个光电门时的速度分别为v1=
、v2=
,测量出两个光电门之间的距离s,即可求出滑块的加速度a=
,从图中可看出,滑块的加速度a=gsinα=g
,所以当L不变时,a正比于h.改变h,测得一系列不同的a,然后作出a-h图线.如果a-h直线外推过原点,就是说当h=0时,a=0,即验证了牛顿第一定律. 实验中应注意,h不能调得太小.因为h太小时,前面所说的导轨阻力和空气阻力将表现得明显起来.
(实验结果和讨论)某次实验中s=75.0cm,d=1.00cm.每个h高度做三次实验,毫秒计测量数据如下(单位为10-4s):
计算出来的加速度(单位m/s2)如下表:
(1)填写表格中的数据:
①
(2)在直角坐标系中作出a-h图线.
(3)结论:

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滑块在水平的气垫导轨上运动,如果加速度为零,即可得出滑块做匀速直线运动的结论,从而验证牛顿第一定律.但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动,而是减速运动.这是因为滑块在导轨上运动时,尽管有气垫的漂浮作用,但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的.当导轨的一端垫高而斜置时,滑块的下滑力明显大于上述两种阻力,因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论.实验装置如图所示.
如果滑块上的挡光片宽度为d,通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t1和t2,那么滑块通过两个光电门时的速度分别为v1=
| d |
| t1 |
| d |
| t2 |
| ||||
| 2s |
| h |
| L |
(实验结果和讨论)某次实验中s=75.0cm,d=1.00cm.每个h高度做三次实验,毫秒计测量数据如下(单位为10-4s):
| 序号 | 垫高h(cm) | 第一次[ | 第二次[ | 第三次[] | |||
| t1 | t2 | t1 | t2 | t1 | t2 | ||
| 1 | 6.00 | 279 | 113 | 241 | 110 | 253 | 111 |
| 2 | 5.50 | 259 | 116 | 262 | 116 | 244 | 114 |
| 3 | 5.00 | 260 | 120 | 257 | 119 | 262 | 121 |
| 4 | 4.50 | 311 | 130 | 291 | 128 | 272 | 125 |
| 5 | 4.00 | 294 | 136 | 330 | 137 | 286 | 134 |
| 6 | 3.50 | 316 | 144 | 345 | 147 | 355 | 148 |
| 7 | 3.00 | 358 | 157 | 347 | 156 | 372 | 159 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| a1 | 0.436 | 0.396 | ① | 0.326 | 0.283 | 0.255 | 0.218 |
| a2 | 0.437 | 0.398 | 0.370 | 0.328 | 0.294 | 0.253 | 0.219 |
| a3 | 0.437 | 0.401 | 0.358 | 0.337 | 0.290 | 0.251 | 0.217 |
| a | 0.437 | 0.398 | ② | 0.330 | 0.289 | 0.253 | 0.218 |
①
0.364
0.364
;②0.364
0.364
;(2)在直角坐标系中作出a-h图线.
(3)结论:
当h=0时,a=0
当h=0时,a=0
; 理由:图线是一条过原点的直线
图线是一条过原点的直线
.(2011?广东)(1)图1是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.
①OD间的距离为
②图2是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示
a
a,其大小为

(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表
②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图4完成实物图5中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于
④下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点

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①OD间的距离为
1.20
1.20
cm.②图2是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
0.933
0.933
m/s2(保留三位有效数字).(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表
×1
×1
倍率的电阻档(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图3,结果为7.5
7.5
Ω.②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图4完成实物图5中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于
a
a
端.为使小电珠亮度增加,P应由中点向b
b
端滑动.④下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点
ab
ab
间多测几组数据(请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”)| 数据点 | a | b | c | d | e | f |
| U/V | 0.00 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
| I/A | 0.000 | 0.122 | 0.156 | 0.185 | 0.216 | 0.244 |
(1)一游标卡尺和螺旋测微器的主尺最小分度均为1mm,现用它们分别测量两工件,其读数如图,则游标卡尺的读数为
(2)一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变.某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得出如下一组数据:
在图甲的方格纸中画出了电流和电压的关系图线.

请回答下列问题:
(1)实验过程中用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器(最大值为30Ω)、电压表(内阻约104Ω)、电流表(内阻约0.01Ω),以及开关一只,导线苦干.请按实验要求:
①在图乙中画出电路图
②在图丙中给实物连线
(2)从图线和实验数据均可看出,当该灯泡两端的电压大于3.2V时,灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2V的图线区域叫做线性区域,大于3.2V的图线区域叫做非线性区域,当该灯泡正常发光时,其电压值是在线性区域,还是在非线性区域?为什么?
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50.60
50.60
mm;螺旋测微器的读数为12.230
12.230
mm.(2)一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变.某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得出如下一组数据:
| I/A | 0 | 0.040 | 0.072 | 0.094 | 0.116 | 0.156 | 0.182 |
| U/V | 0 | 0.75 | 1.38 | 1.80 | 2.30 | 3.20 | 4.30 |
| I/A | 0.196 | 0.210 | 0.220 | 0.230 | 0.248 | 0.264 | 0.280 |
| U/V | 5.00 | 6.10 | 7.20 | 8.30 | 10.30 | 12.30 | 14.50 |
请回答下列问题:
(1)实验过程中用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器(最大值为30Ω)、电压表(内阻约104Ω)、电流表(内阻约0.01Ω),以及开关一只,导线苦干.请按实验要求:
①在图乙中画出电路图
②在图丙中给实物连线
(2)从图线和实验数据均可看出,当该灯泡两端的电压大于3.2V时,灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2V的图线区域叫做线性区域,大于3.2V的图线区域叫做非线性区域,当该灯泡正常发光时,其电压值是在线性区域,还是在非线性区域?为什么?
(1)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图1所示的读数是
(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表
②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图4完成实物图5中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于
④下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点

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13.55
13.55
mm.如图2,用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图2所示的读数是0.740
0.740
mm.(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表
×1
×1
倍率的电阻档(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图3,结果为7.4
7.4
Ω.②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图4完成实物图5中的连线.
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于
a
a
端.为使小电珠亮度增加,P应由中点向b
b
端滑动.(请填写“a”或“b”)④下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点
ab
ab
间多测几组数据.(请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”)| 数据点 | a | b | c | d | e | f |
| U/V | 0.00 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
| I/A | 0.000 | 0.122 | 0.156 | 0.185 | 0.216 | 0.244 |