(4分)如图所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔 s打一次点。其工作时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电火花计时器 |
B.将电火花计时器插头插入相应的电源插座 |
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器 |
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动 |
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(1)下面基本实验中需要用到打点计时器的是( )
①研究匀变速直线运动 ②验证牛顿第二定律
③验证平行四边形定则 ④验证机械能守恒定律
(2)在验证机械能守恒定律中,发现总有势能的减少量略大于动能的增加量,
原因是 。
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(4分)在探究牛顿第二定律实验中采用下图a的装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。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。(g=10)
滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数
μ= 。
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现要验证“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。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。
⑴填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a= 。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h,设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F= 。
④改变 ,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,则可验证“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”这一规律。
⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。
②进行⑴中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行。
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是 。
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某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,重物质量m=1kg,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(以下计算结果均保留3位有效数字):
(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小vB= m/s;
(2)根据以上数据,可知重物由O点运动到B点的过程中,重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J。重力势能的减少量大于动能的增加量的原因是 。
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(4分)在“探究速度随时间变化的规律”实验中,某同学用电火花打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。从合适位置开始选取若干计数点ABCDEF如图所示,每相邻两个计数点间有4个点未画出,打点计时器打点时间间隔为0.02s。
则打点计时器打D点时小车速度 m/s(保留3位有效数字);小车的加速度为 m/s2(保留2位有效数字)
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(4分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,请按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 。
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 |
B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端,并连好电路 |
C.换上新的纸带,再重做两次 |
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面 |
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在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,如图为一次记录小车运动情况的纸带,0、1、2、3、4为相邻的计数点,相邻计数点间有四个点未画出且时间间隔为T。现测得:,,,
(1)通过纸带计算第3个计数点的速度=_______m/s(结果保留小数点后两位)
(2)请写出小车的加速度a的表达式为a=_______,(用、、、及T表示)
计算可得a= 。
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某同学在探究小车速度随时间变化的规律时,对打出的一条纸带进行研究,从O点开始每5个打点作为一个计数点(中间4个打点未画出),计数点分别为A、B、C、D、E,该同学已求出各计数点速度,其数值见下表。
计数点 | A | B | C | D | E |
速度/(m·s-1) | 0.50 | 0.71 | 0.91 | 1.10 | 1.29 |
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