如图1所示是在做“验证牛顿第二定律”的实验时的装置,实验中使用的是电火花打点计时器,所用的电源是________(填“直流”或“交流”)电源,电压为________ V,频率是50Hz.放在水平桌面的小车(包括里面的钩码)的总质量为M,悬挂的每个钩码的质量为m.挂一个钩码时,水平木板上的小车恰好匀速运动,挂5个同样钩码时小车带动的纸带如图2所示,每相邻两点之间有四个点没有画出来,纸带上数字的单位是厘米,都是该点到点“0”的距离,该纸带________(填“是”或“不是”)从开始的“0”点就做匀加速直线运动.小车做匀加速直线运动段的加速度a=________m/s2(保留三位有效数字),g=9.8m/s2,=________(用分数表示).
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机械能守恒定律,某同学做了如下实验:将一小球用细绳悬挂于O点,在O点正下方安装与光电计时器相连的光电门.将小球拉至细线水平由静止释放,小球向下摆动后通过光电门,光电门记录下了小球通过光电门的时间△t,若测得小球的直径为d.
(1)小球通过光电门时的速度大小可表示为v=_____________;
(2)要验证小球在向下摆动过程中机械能守恒,若测得悬点到小球球心的距离为L,重力加速度用g表示,需要验证的表达式是_________(用△t、d、L、g等物理量表示);
(3)为了减小实验误差,小球应该满足什么件:___________________.
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为了探究“加速度与力、质量的关系”,现提供如图甲所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题∶
(1)本实验需要平衡摩擦力,在平衡摩擦力的操作中,将木板不带滑轮的一端垫高,在______(填“挂钩码”或“不挂钩码”)的情况下,使_________(填“拖有纸带”或“不拖纸带”)的小车做匀速直线运动;
(2) A、B两位同学均用此装置探究小车加速度a与外力F的关系,需要保持________不变,改变钩码的数量,各自得到的a— F图像如图乙所示,分析二人所得图像不同的原因,是由于做实验时______不同;
(3)C同学对此装置进行了改进,如图丙所示,将力传感器(可直接显示拉力大小固定在了小车上,则改进后_________。
A.长木板水平放置,不需要进行平衡摩擦力的操作
B.依然需要平衡摩擦力
C.不需要满足小车质量远大于钩码质量
D.需要满足小车质量远大于钩码质量
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利用打点计时器可测纸带运动的时间和位移,某同学在练习使用打点计时器时进行如下操作并进行叙述说明。
A.用手水平拉动纸带,再接通电源,打点计时器在纸带上打下一系列小点
B.将打点计时器固定,使纸带穿过限位孔,并压在复写纸下面
C.用刻度尺测量从计时开始点到每一个点间的距离
D.切断电源,取下纸带,如果共有N个清晰的点,可知纸带运动的时间
(1)上述实验步骤操作或叙述有误的是________;
(2)将错误步骤改正后进行合理排序_________。(填操作步骤前的字母序号)
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某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止.释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t.
请回答下列问题
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的______(选填“偶然”或“系统”)误差.
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了______(填字母代号).
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?_______.
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0.用实验中测量的量和已知量表示g,得g=______.
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某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持_________状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小与弹簧长度的关系图像。由此图像可得该弹簧的原长__________cm,劲度系数__________。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度__________cm。
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如图所示,是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验,细线下面悬挂一个钢球,细线上端固定。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时恰好位于圆心。现设法使钢球沿纸上的某个圆周运动。实验步骤如下:
(1)用秒表记下钢球运动n圈的时间t。
(2)通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r,并用天平测出钢球质量m。
(3)测出悬点到球心的竖直高度h,用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=_____________,钢球所受合力的表达式F2=_________。下面是一次实验得到的数据,代入上式计算结果F1=________N,F2=_________N,图中细线与竖直方向的夹角 比较小,可认为 。(g=9.80m/s2,π2≈9.86,计算结果保留三位小数)
m/kg | r/m | n/转 | t/s | h/m |
0.200 | 0.050 | 50 | 99.0 | 1.00 |
(4)在误差允许的范围内,可认为F1_______F2(填 “=”、“>” 、“<”),证明向心力的表达式正确。
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在做“验证机械能守恒定律”的实验时,打点计时器的电源频率是50HZ。某同学先后打出两条纸带,纸带Ⅰ从第1点开始的相邻点间的距离依次为:1.9mm、6.0mm、10.0mm、14.0mm;纸带Ⅱ上从第1点开始的相邻各点间的距离依次为:2.5mm、6.0mm、11.5mm、16.3mm.那么应选用纸带__________进行测量和计算。根据你所选用的纸带,利用第2、3两点间的距离和第4、5两点间的距离,可以计算出当地的重力加速度的大小为_________ ,在打第3点时重物的瞬时速度为_________ m/s,为了验证机械能守恒定律,应该计算出打第2、4点时物体减少的_________和增加的_________,然后比较它们的数值在实验允许误差范围内是否近似相等。
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用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验,如图是实验中一条打点的纸带,相邻记数点的时间间隔为T,且间距s1,s2,s3,…,s6已量出。
(1)请写出两种计算加速度的方法
方法1:______________________________________________________________;
方法2:______________________________________________________________。
(2)如图A,甲同学根据测量数据画出a-F图线,表明实验中存在的问题是______________________。
(3)乙、丙同学用同一装置实验,画出了各自得到的a-F图线如图B所示,试判断说明两个同学做实验时哪一个物理量取值不同?______________;并比较其大小__________________。
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在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。
(1)图乙中的F是力F1和F2合力的_________值(请填写“理论值”或是“实际测量值”);
(2)本实验探究合力与分力关系用到的科学思想方法是________________(请从“理想化模型”、“等效替代”、“放大微小量”、“控制变量”四种中选填一种)。
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