利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交变电流的频率为50Hz,如图给出了该次实验中,从A点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G都为计数点。测得各计数点到A点的距离分别为:d1=1.40cm,d2=3.29cm,d3=5.69cm,d4=8.59cm,d5=12.00cm,d6=15.90cm。
(1)请在下面列出的实验器材中,选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)___。
①电火花计时器②天平③交流电源④细绳和纸带⑤砝码、托盘和小车⑥刻度尺⑦秒表⑧一端带有滑轮的长木板
(2)在打计数点F时,小车运动的瞬时速度为vF=_____m/s,小车的加速度大小为a=____m/s2。(本小题计算结果数值均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的电压略偏小,但仍然稳定(频率不变)。而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,根据图象回答以下问题.
(1)弹簧的原长为_________cm.
(2)弹簧的劲度系数为_______.
(3)分析图象,总结出弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_________.(L用m为单位)
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某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系。
(1)已知两个光电门中心之间的距离x=24 cm,遮光条的宽度d=0.52 cm。该实验小组在做实验时,将滑块从如图所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=________。(以上表达式均用字母表示)
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如表所示的实验数据,通过分析表中数据,你得出的结论是_____________________________________;
(3)现需通过图像进一步验证你的结论,请利用表格数据,在图坐标系中描点并作出相应的图像____________。
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在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
根据表中数据作出F-x图像______________并求得该弹簧的劲度系数k=________N/m(保留两位有效数字);
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示_____________;
(3)由图得到F合=________N。
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“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示。
(1)实验中调整定滑轮的高度,使细线与长木板平行,为使木块所受合外力等于细线的拉力,应采取的是下列哪一项措施___________
A.平衡摩擦力
B.木块质量远大于砝码及砝码盘的质量
(2)甲同学在“探究加速度与物体质量的关系”实验中打出的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中s1=6.07cm、s2=6.69cm、s3=7.31cm、s4=7.93cm。已知电火花打点计时器使用的电源频率f=50Hz,那么木块加速度的大小是___________m/s2(计算结果保留两位有效数字)
(3)从误差分析角度看,下列因素中会引起加速度测量值偏大的是___________
A.实验中电源频率略高于50Hz B.实验中电源频率略低于50Hz
C.实验中电源电压略高于220V D.实验中电源电压略低于220V
(4)乙同学在完成本实验后,利用装置继续进行实验探究:使长木板水平放置,砝码和砝码盘的质量远大于木块质量,则木块加速运动过程中细线的拉力T趋近于___________。(已知重力加速度g,木块的质量M,木块与长木板间动摩擦因数μ,结果用g、M、μ表示)
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某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳套,用两把弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点。然后再用一把弹簧测力计拉细绳套,使两次的作用效果相同。
(1)本实验采用的实验方法是___________(选填“等效替代法”或“控制变量法”),因此在同一实验的两次操作中,结点到达位置___________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)如图所示,实验中保持结点所在位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,使弹簧测力计b从图示位置开始顺时针缓慢转动至AO方向,则在这个过程中当OC垂直于___________(选填“OA”或“OB”)时,弹簧测力计b的示数最小。
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在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中,小明同学做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,添加了用力传感器来测细线中的拉力.
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是________.
A.必须用天平测出砂和砂桶的质量
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车,再接通电源
D.需要改变砂和砂桶的总质量,打出多条纸带
E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力
F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放
(2)实验得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,打下B点时,小车运动的速率是_____m/s.小车运动的加速度大小是______m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.
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某同学在学习平抛运动时进行以下的实验:
(1)实验一:如图1所示,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的试验,发现位于同一高度的A、B总是同时落地.该实验说明了A球在离开轨道后(_______).
A.在水平方向上的分运动是匀速直线运动 B.在水平方向上的分运动是匀加速直线运动
C.在竖直方向上的分运动是自由落体运动 D.在竖直方向上的分运动是匀速直线运动
(2)实验二:用如图2的实验装置研究小球平抛运动,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,运动到从斜面顶端后做平抛运动,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的水平射程x,最后作出了如图3所示的x-tanθ图象,g=10m/s2. 由图可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= ______ m/s.实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为L= ______ m.
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某同学在做探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中,设计了如图甲所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30 g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中。(弹力始终未超过弹性限度,g取10 m/s2)
(1)试根据这些实验数据在图乙给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线_______________。
(2)所作的实验图像____(填“一定”或“不一定”)经过所有数据点。
(3)由图像可知弹簧弹力大小与伸长量成____(填“正比”或“反比”)。
(4)所做图线的斜率k=____N/m,与弹簧的伸长量____(填“有关”或“无关”)。
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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz)。
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)。
(2)保持沙和沙桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表:
请画出a-图线__________,并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是____________。
(3)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线,如图所示。该图线不通过原点,请你分析其主要原因是____________。
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