像打點計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器,每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成.當有物體從光電門通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.現(xiàn)利用如圖所示裝置設(shè)計一個“探究物體運動的加速度與合外力”的實驗,圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上間距為l的兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出),用米尺測量兩光電門的間距為l,小車上固定著用于擋光的窄片K,窄片的寬度為d,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2,已知l>>d。
(1)則小車的加速度表達式a=____________(用l、d、t1和t2表示);
(2)某位同學通過測量,把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F,作出a-F圖線.如圖中的實線所示,則圖線不通過坐標原點O的原因是______________________;
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
(14分)某研究性學習小組利用如圖1所示的實驗裝置驗證、組成的系統(tǒng)機械能守恒.從高處由靜止開始下落,上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知 、 ,則(取10m/s2)
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件; |
B.將打點計時器接到直流電源上; |
C.先釋放,再接通電源打出一條紙帶; |
D.測量紙帶上某些點間的距離. |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
“研究共點力的合成”的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示.
(1)圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是___________.
(2)(單選題)本實驗采用的科學方法是( )
A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法
(3)(多選題)實驗中可減小誤差的措施有( )
A.兩個分力F1、F2的大小要越大越好
B.兩個分力F1、F2間夾角應(yīng)越大越好
C.拉橡皮筋時,彈簧秤、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
D.AO間距離要適當,將橡皮筋拉至結(jié)點O時,拉力要適當大些
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(4分)在探究牛頓第二定律實驗中采用下圖a的裝置,通過改變重物的質(zhì)量,利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗,得到了兩條a-F圖線,如圖(b)所示。(g=10)
滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=_________kg;滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)
μ= 。
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(9分)如圖所示,某實驗小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解,A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負,A連接質(zhì)量不計的細繩,可沿固定的板做圓弧形移動,B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3m的桿,將細繩連接在桿的右端O點構(gòu)成支架,保持桿在水平方向,按如下步驟操作:
①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ; ②對兩個傳感器進行調(diào)零;
③用另一根繩在O點懸掛一個鉤碼,記錄兩個傳感器的讀數(shù); ④取下鉤碼,移動傳感器A改變θ角。
重復(fù)上述實驗步驟,得到表格:
F1/N | 1.001 | 0.580 | … | 1.002 | … |
F2/N | -0.868 | -0.291 | … | 0.865 | … |
θ | 30° | 60° | … | 150° | … |
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現(xiàn)要驗證“當質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下:一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖)、小車、計時器一個、米尺。
⑴填入適當?shù)墓交蛭淖,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2,記下所用的時間t。
②用米尺測量A1與A2之間的距離s,則小車的加速度a= 。
③用米尺測量A1相對于A2的高度h,設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F= 。
④改變 ,重復(fù)上述測量。
⑤以h為橫坐標,1/t2為縱坐標,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖。如能得到一條過原點的直線,則可驗證“當質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。
⑵在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中,某同學設(shè)計的方案是:
①調(diào)節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑。測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0。
②進行⑴中的各項測量。
③計算與作圖時用(h-h(huán)0)代替h
對此方案有以下幾種評論意見:
A.方案正確可行。
B.方案的理論依據(jù)正確,但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。
C.方案的理論依據(jù)有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。
其中合理的意見是 。
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某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,重物質(zhì)量m=1kg,當?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80m/s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示,紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值;卮鹣铝袉栴}(以下計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字):
(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB= m/s;
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點運動到B點的過程中,重力勢能的減少量等于 J,動能的增加量等于 J。重力勢能的減少量大于動能的增加量的原因是 。
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(4分)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,請按照實驗進行的先后順序,將下述步驟的代號填在橫線上 。
A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 |
B.把打點計時器固定在木板的沒有滑輪的一端,并連好電路 |
C.換上新的紙帶,再重做兩次 |
D.把長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面 |
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(8分)在“利用打點計時器測定勻加速直線運動加速度”的實驗中,某同學在打出的紙帶上每5點取一個計數(shù)點,共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出)如圖所示。從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別叫a、b、c、d、e段),將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標系中,如圖所示,由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線,從而可求出加速度。
(1)打點計時器使用的是 (填“直流”或“交流”)電源。
(2)請你在xoy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線(作答在題卡上),并指出哪個軸相當于v軸?答: 。
(3)從第一個計數(shù)點開始計時,要想求出0.15s時刻的瞬時速度,需要測出哪一段紙帶的長度?答: 。
(4)若測得a段紙帶的長度為2.0cm,e段紙帶的長度為10.0cm,則加速度為 m/s2。
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