图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图,实验步骤如下:
①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光条的宽度d;
②安装器材,并调整轻滑轮,使细线水平;
③用米尺测量遮光条与光电门间距x;
④由静止释放滑块,用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t;
⑤改变滑块与光电门间距,重复步骤③④。
回答下列问题:
(1)测量d时,某次游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为 cm;
(2)根据实验得到的数据,以 (选填“”或“
”)为横坐标,以x为纵坐标,可做出如图丙所示的图像,该图像的斜率为k,若实验测得m=2M,则滑块和桌面间的动摩擦因数为
= (用k、g、d表示)。
...
(1)图乙中图线斜率 ;
(2)传感器示数 N;
(3)若某次该钢球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为,在最低点时传感器示数
,则
.
...
某同学使用单摆测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。O点为单摆的悬点,将摆球拉到A点,由静止释放摆球,B点为其运动过程中的最低位置。
(1)若使用光电计时器精确测量单摆的周期,光电门应放在 (选填“A”或“B”)处与球心等高的位置,测得光电计时器相邻两次遮挡时间间隔为t,则单摆的周期为 。
(2)改变摆长重复操作,记录多组摆长L和周期T的数据,作出图像,如图乙所示。求得重力加速度的表达式为 (用
、
、
、
表示)。
...
①安装斜槽轨道和水平凹槽轨道,让斜槽末端水平且与水平凹槽良好对接;
②取大小相等、质量分别是m1、m2(m1>m2)的小球a,b;
③让小球a从斜槽轨道上H高度处无初速释放,记录小球a在水平轨道停下的位置A点;
④在水平轨道上O点放置一个同样大小的小球b,让a球仍从H高度处释放,分别记录ab两球碰完后停下的位置B、C;
⑤用刻度尺测量OA、OB、OC的距离x1,x2,x3。
(1)请写出动量守恒的表达式 (用题目所给字母表示)
(2)若小球a的质量小于小球b的质量, (填“能”或“不能”)满足动量守恒,若碰完后a球回到圆弧轨道上,能否完成实验验证? (填“能”或“不能”)
(3)若碰撞是弹性碰撞,需满足的条件 。
...
某小组利用气垫导轨装置研究力与速度的关系。如图甲所示,遮光条宽度为d,光电门可测出其挡光时间;滑块与遮光条的总质量为M,砝码盘的质量忽略不计,不计滑轮和导轨摩擦。实验步骤如下:
①调节气垫导轨使其水平,并取4个质量均为m的砝码放在滑块上;
②用细绳连接砝码盘与滑块,让滑块静止放在导轨右侧的某一位置;
③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,释放滑块后,测出遮光条经过光电门的挡光时间;
④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中,重复步骤③,并保证滑块从同一位置由静止释放;
⑤重复步骤④,直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中。
请完成下面问题:
(1)若用十分度的游标卡尺测量遮光条宽度d如图乙所示,则 mm;
(2)滑块经过光电门时的速度 (用题中所给的字母表示);
(3)在本次实验过程中,砝码盘中放1个砝码与放4个砝码两种情况下,不考虑偶然误差,遮光条经过光电门时的速度之比 。
...
某学习小组用单摆测量当地的重力加速度,由于没有摆球,他们用一个小挂件来代替摆球。然后按以下步骤进行实验:
(1)用细线下端系好小挂件,将细线上端固定,用刻度尺测量固定点和系小挂件结点间细线的长度L作为摆长。然后将小挂件拉离平衡位置,使悬挂小挂件的细线偏离竖直方向约为5°的位置,由静止释放小挂件;
(2)小挂件摆到最低点开始计时并计数为零,到第100次通过最低点所用的时间为t,则小挂件的周期 ;
(3)改变细线的长度,再做几次实验,记下相应的L和T,做出图像,如图所示;
(4)取,由图像求出重力加速度
(结果保留一位小数)。实验过程中把细线的长度作为摆长,根据图像求出的重力加速度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
...
①在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片;
②用天平分别测出小滑块a和b的质量、
;
③使小滑块a向左压缩轻弹簧到某一位置,标记该位置后,由静止释放小滑块a,a瞬间被弹开后沿平台向右运动,经过光电门后与另一小滑块b发生正碰,碰后两滑块先后从平台边缘飞出,分别落在水平地面的B、C点;
④记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;
⑤用刻度尺测出O、之间的距离l、平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线分别与B、C点之间的水平距离
、
;
⑥改变弹簧压缩量,进行多次测量。
(1)若满足表达式 (用题目中给定的字母表示),则说明小滑块a、b正碰过程动量守恒;
(2)该同学利用图像分析O、之间的距离l与小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t之间的数值关系,利用描点法做出如图乙所示的图像是一条过原点的直线,该图像纵轴表示l,则横轴表示 (选填“t”、“
”或“
”)。若该图像的斜率为c,则由图乙可求得该轻弹簧的劲度系数
。(弹簧的弹性势能可表示为
,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
...
某物理小组的同学查阅资料得知,弹簧弹性势能表达式为,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧形变量。他们设计了图甲所示装置来测量重力加速度g,操作步骤如下:
(1)该同学首先利用游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,宽度为
。
(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端,测出此时弹簧的长度;在铁架台上固定一个位置指针,标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置,用轻质细线在弹簧下方挂上钩码,测量出平衡时弹簧的长度x,并按图甲所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。
(3)用手缓慢地将钩码向上托起,直至遮光条下边缘恰好回到弹簧原长时指针标记的等高处(保持细线竖直),将钩码由静止释放,记下遮光条经过光电门的时间,则钩码此时的速度
(用题中所给字母表示)。
(4)多次改变钩码个数,重复步骤(2)(3),得到多组数据,作出图像如图丙所示;根据数据计算出图线斜率为b时,可计算出
(用d和b表示)。
...
(1)先用钢球和玻璃球来进行实验探究,具体步骤如下:
(a)安装实验装置,调整斜槽末端水平,在适当位置铺放好白纸和复写纸,复写纸在上,记下重垂线所指的位置;
(b)先不放被撞的玻璃球,让入射的钢球从斜槽上某位置处自由释放,重复10次,用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是小球落点的平均位置;
(c)再把被撞玻璃球放在斜槽末端,让入射钢球仍从斜槽上同一位置自由释放,使它们发生对心正碰,重复实验10次,用步骤(b)的方法,标出碰后入射钢球落点的平均位置和被碰玻璃球落点的平均位置
,如图乙所示,分别测量
到
、
、
的距离;
(d)多次改变钢球释放点的位置,重复上述步骤,分别测量到落点
、
、
的距离。实验数据记录和处理的表格如表1所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.2841 | 0.3044 | 0.3365 | 0.3723 | 0.4234 | 0.4859 | |
0.3952 | 0.4223 | 0.4665 | 0.5181 | 0.5882 | 0.6741 | |
0.719 | 0.721 | 0.719 | 0.720 | 0.721 | ||
表1 |
表1中第2次实验的恢复系数 (保留三位有效数字);
(2)把被撞小球更换为橡胶球,重复上述实验,实验数据记录和处理的表格如表2所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.3729 | 0.4184 | 0.4561 | 0.5287 | 0.6107 | 0.6588 | |
0.4052 | 0.4553 | 0.4965 | 0.5742 | 0.6631 | 0.7165 | |
0.920 | 0.919 | 0.919 | 0.921 | 0.921 | 0.920 | |
表2 |
根据以上两组实验数据可得,恢复系数与碰前速度 (选填“有关”或者“无关”),与小球的材料 (选填“有关”或者“无关”)。
...
在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中:
(1)小明同学用如图甲所示装置进行实验,转动手柄,使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供,同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降,标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为,在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量相同的小球,分别放在C挡板处与 (选填“A”或“B”)挡板处,同时选择半径 (选填“相同”或“不同”)的两个塔轮进行实验。
(2)小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上,力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块,用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,滑块上固定一遮光片,其宽度为d,光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述,回答以下问题:
①某次转动过程中,遮光片经过光电门时的遮光时间为,则角速度
(用题中所给物理量符号表示);
②以F为纵坐标,以为横坐标,在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线,若图像的斜率为k,则滑块的质量为 。(用k、r、d表示)
...
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