利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=_________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=________,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEp,则可认为系统的机械能守恒.(用题中字母表示)
(2)在上述实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2-d图象如图乙所示,并测得M=m,则重力加速度g=________m/s2.
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为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器质量,丙图中M包括小车和与小车相连的滑轮质量),钩码总质量用m表示.
(1)三组实验中需要平衡小车与长木板间摩擦力的是_________;(用甲、乙、丙表示)
(2)三组实验中需满足M>>m的是_________;
(3)若采用图甲所示方法研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”,M为小车总质量(其中小车自身质量用M0表示,车上所加砝码质量用m0表示)所画出的实验图象如图所示.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车受到的拉力为F=____,小车的质量为M0=_______.
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某同学用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。其主要实验步骤如下:
(1)在物块下固定一宽度为d的轻质挡光片,用跨过光滑定滑轮的轻绳将物块与一托盘连接,调节托盘中的砝码使系统处于静止状态,读出拉力传感器的示数F0;
(2)当系统静止时,用刻度尺测出挡光片中线所在位置A处与固定在铁架台上的光电门B之间的竖直高度h,减少托盘中的砝码,将物块与挡光片从A处由静止释放,物块下落过程中记下拉力传感器的示数F,通过光电门记下挡光的时间t。则物块运动的加速度大小a=____________。
(3)继续减少托盘中的砝码,重复步骤(2),记下多组F与t的值。为了验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律,在处理实验数据时,为了得到线性图象,则应作_________图象。
A. B. C. D.
(4)写出一条能够减小实验误差的建议:______________________________。
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某同学采用了以下装置验证机械能守恒定律,如图甲所示。已知当地重力加速度为g。
(1)实验前,该同学将挡光片固定在重物力的一侧,用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示,则d=____________cm;
(2)将质量均为M的重物A、B(A的含挡光片、B的含挂钩)用细绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态。测量出________(选填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h;
(3)该同学在重物B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B挡|以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t1,如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关图系式为________________。
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某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
①实验中,必要的措施是___________________________________。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
②他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a=________(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=________m/s。(结果均保留两位有效数字)
(3)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件______________,使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“十”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件______________,使指针对准电阻的______________(填“0刻度”或“∞刻度”)。
④将两表笔分别与侍测电阻相接,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按______________________的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
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完成下列读数:电流表读数为________A,电压表读数为________V,游标卡尺的读数为________mm。
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某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.重力加速度g=10m/s2.
(1)图(b)中对应倾斜轨道的试验结果是图线________ (选填“①”或“②”);
(2)由图(b)可知,滑块和位移传感器发射部分的总质量为_______kg;滑块和轨道间的动摩擦因数为_______.(结果均保留两位有效数字)
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实验:用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上.
(1)实验时,一定要进行的操作是___________(填选项前的字母).
A.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,根据纸带的数据求出加速度a,同时记录弹簧测力计的示数F.
B.改变小车的质量,打出几条纸带
C.用天平测出沙和沙桶的总质量
D.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
(2)在实验中,有同学得到一条打点的纸带,取打点清晰部分做如下标记,如图所示,已知相邻计数点间还有4个点没有画出来,打点计时器的电源频率为50Hz,则小车加速度的大小为a=_______m/s2.(结果保留3位有效数字)
(3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a—F图像,可能是下图中的__________图线.
(4)下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB与水平面相切于B点且固定.带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点,P为光电计时器的光电门.已知当地重力加速度为g.
①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度___________cm.
②实验中除了遮光条的宽度,还需要测量的物理量有__________.
A.小物块质量
B.遮光条通过光电门的时间
C.遮光条到C点的距离
D.小物块释放点的高度
③为了减小实验误差,同学们选择图象法来找出动摩擦因数,那么他们应该选择_____关系图象来求解(利用测量的物理量表示).
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某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,操作步骤如下:
①固定斜槽,并使轨道的末端水平;
②在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,将该木板竖直并贴紧槽口,让小球a从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下,撞到木板,在白纸上留下压痕O;
③将木板向右平移适当距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞到木板,在白纸上留下压痕B;
④把半径相同的小球b放在斜槽轨道水平段的右边缘,让小球a仍从原固定点由静止开始滚下,与b球相碰后,两球撞在木板上,在白纸上留下压痕A和C;
(1)本实验必须测量的物理量是_______(填序号字母);
A、小球a、b的质量
B、小球a、b的半径r
C、斜槽轨道末端到木板的水平距离x
D、球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差H
E、记录纸上O点到A、B、C的距离h1、h2、h3
(2)用(1)中所测得的物理量来表示两球碰撞过程动量守恒,其表达式为_______;
(3)对该实验的探究结果没有影响的是_______。(填序号字母)
A、木板是否竖直
B、斜槽轨道末端部分是否水平
C、斜槽轨道是否光滑
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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连,弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等,已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的_____(填正确答案标号).
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△x
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=____.
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