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某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验。

(1) 你认为还需要的实验器材有____________。
(2) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________,实验时首先要做的步骤是________________。
(3) 在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

(1)天平 刻度尺   (2)远小于滑块的质量;平衡摩擦力 (3)mgL=M(

解析试题分析:(1)由于实验中需要计算动能,所以必须测量沙桶和滑块的质量,故需要天平;实验中需根据纸带计算滑块的速度,故需要毫米刻度尺
(2)实验时要先平衡摩擦力,平衡摩擦力后,滑块和沙桶的加速度相同,由牛顿第二定律可知,解得,所以滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,需满足,即满足
(3) 由于滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,沙桶减少的重力势能等于滑块增加的动能,所以有
考点:验证动能定理实验的原理和数据处理.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示),并选用缝间距d=0.20 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700 mm。然后,接通电源使光源正常工作。

(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图(乙(a)所示,图(乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,乙图a十字叉丝的竖线位于1、2之间,此时图(乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图(丙(a)所示,此时图(丙(b)中游标尺上的读数x2=________ mm;
(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx= ________mm,这种色光的波长λ=________nm。

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(10分)在探究功与速度变化关系的实验中,某同学设计了如下实验。
如图所示,将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一个光电门,让小滑块由静止从木板h高处(从光电门所在平面算起')‘自由滑下至光电门时,读出滑块上的挡光板经过光电门的时间t,从而算出小滑块经过光电门时的速度v,多次改变滑块的下滑高度h
(斜面的倾角不变),对应计算得到的速度值记录在表中:

(1)用游标卡尺测量滑块上挡光板的宽度d,示数如图所示,则挡光板的宽度d=        mm。

(2)在本实验操作的过程中,是否需要平衡小滑块的摩擦力      (填“要”或“不要”)。
(3)要得到此过程中功与速度变化的线性关系,该同学建立了纵轴表示h的坐标系,你认为坐标系的横轴应该表示           。
(4)重力加速度g取10 m/s2,测得木板与水平桌面的夹角为45°,请根据表格中最后一组数据算出滑块与木板间的动摩擦因数为          。

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在“探究共点力合成规律”的实验中,某同学经历了以下实验步骤:

A.在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F;
B.只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋拉同样长度;
C.记下两个测力计F1和F2的读数,并且记录它们的方向;
D.在水平放置的木板上,垫一张白纸,把橡皮筋的一
端固定在板上P点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O,并记下此位置,如图所示;
E.记下测力计的读数F′和细绳方向,按同一比例作出这个力的图示,比较这
个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F,看它们的大小和方向是否相近;
F.用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录;
G.改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,从实验得出结论.
1)上述实验步骤有明显的错误,这个步骤是________(填选项前的字母);正确的操作应为________.
2)上述实验步骤中有一步骤是多余的,这个步骤是_______ (填选项前的字母);
3)将以上实验步骤按正确顺序排列,应为________(填选项前的字母).

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(1)(共4分)用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,以下说法正确的是   (   )

A.用图3所示电路时,
B.用图3所示电路时,
C.用图4所示电路时,
D.用图4所示电路时,
(2)(6分)图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流A,内阻,可变电阻R的最大阻值为10 k,电池的电动势E="1.5" V内阻r=0.5,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是   色,按正确使用方法测量电阻RX的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=   k.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测同一个电阻其测量结果与原结果相比较         (填“变大”、“变小”或“不变”)。

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(10分)电池的内阻很小,不便于直接测量.某探究小组的同学将一只2.5Ω的保护电阻R0与电池串联后再用电流表和电压表测电池的电动势和内阻,实验电路如图1所示。
①按电路原理图把实物电路补画完整;

②实验中测定出了下列数据:

I/A
0.10
0.15
0.17
0.23
0.25
0.30
U/V
1.20
1.10
1.00
0.80
1.00
0.60
请根据数据在图2中坐标图上画出I-U图象.连线时,有一组数据是弃之不用的,原因是          

③由I-U图象得出电池的电动势为     V,内阻为    Ω。

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(6分)如图甲所示,在“探究共点力合成的规律”实验中:
(1)下列说法中正确的是__________

A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置允许变动 
B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正视弹簧秤的刻度 
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 
D.用两只弹簧秤拉橡皮条伸长某一长度时,只需记录结点的位置和两弹簧秤的示数 

(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为____________N(保留三位有效数字)。

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(11分)有一电压表V1,其量程为3V、内阻约为3000Ω.要准确测量该电压表的内阻,提供的器材有:
电源E:电动势约为15V,内阻不计
电流表A1:量程100mA,内阻r1=20Ω
电压表V2:量程2V,内阻r2=2000Ω
定值电阻R1:阻值约为20Ω
定值电阻R2:阻值约为3Ω
滑动变阻器R0:最大阻值10Ω.额定电流1A
电建一个,导线若干
(1)实验中电表应选用_________, 定值电阻应选用__________
(2)请你设计一个测量电压表V1内阻的实验电路图并画在虚线框内

(3)说明实验所要测量的物理量________________________________________
(4)写出电压表V1内阻的计算表达式rv1=___________________________

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(1)用游标卡尺为20分度的卡尺测量某工件的内径时,示数如图甲所示,由图可知其长度为_______cm;用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时,示数如图乙所示,由图可知其直径为______mm.

(2)某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a。分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系。根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致。该同学列举产生这种结果的可能原因如下:
(1)在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
(2)没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
(3)砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件;
(4)测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大。
通过进一步分析,你认为比较合理的原因可能是( )

A.(1)和(4) B.(2)和(3) C.(1)和(3) D.(2)和(4)

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