(18分)(1)(6分)某同学用如图甲的装置来研究牛顿第二定律。①实验需用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力,则除满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量外,还必须进行的操作是。②如图乙是某次实验打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为三个相邻的计数点,相邻计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,电源频率为50Hz。则小车的加速度a=m/s2,打B点时小车的速度vB=m/s。(以上结果均保留2位有效数字)。
某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①按图(a)摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg. ②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为=50Hz),打出一条纸带. (1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图(b)所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为,…,他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功W=____________J(结果保留三位有效数字),把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得Ek=" ______" (结果保留三位有效数字) (2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是()
(3)在(2)的基础上该同学对操作步骤进行了改进(步骤已正确),小车质量M,钩码总质量m,让钩码带动小车加速运动.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)
在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上__ ___。(有选错的不得分)
E.小球运动中不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触 F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
在《探究小车速度随时间变化的规律》的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s. (1)根据纸带数据计算 Δx1=xBC-xAB=、 Δx2=xCD-xBC=、 Δx3 =xDE-xCD=.由此可得,小车运动的规律是: (2)D点的瞬时速度vD=m/s.
(1)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下: A.让小球多次从斜槽上同一位置上由静止滚下,记下小球落在接球凹槽的一系列位置; B.安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线; C.测出曲线上某点的坐标x 、y ,算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。 D.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹。 上述实验步骤的合理顺序是______(只排列序号即可);步骤C中计算小球平抛运动的初速度的表达式为; (2).在探究平抛运动规律的实验中,下列关于实验误差的的说法,正确的是() A.若斜槽轨道末端没有调整水平,会导致误差 B.斜槽轨道的不光滑会产生误差 C.为减小实验误差,实验小球应选用质量较大、体积较小的金属球 D.小球在斜槽轨道上释放点的高度越高,实验误差越小 (3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹,因为记录轨道末端位置,在轨迹上任取一点a为坐标原点建立如图的坐标系(y轴竖直,x轴水平),又在轨迹上另取b、c两点的位置(如图). (g取10m/s2)则 ①小球平抛的初速度为m/s. ②小球开始做平抛运动的位置坐标为x=cm,y=cm.
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律. (1)下面列举了该实验的几个操作步骤: A.按照图示的装置安装器件; B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; C.用天平测出重锤的质量; D.先释放纸带,然后接通电源开关打纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能. 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是.(将其选项对应的字母填在横线处) (2)某同学得到如图所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出点O、A间的距离为68.76 cm,点A、C间的距离为15.24 cm,点C、E间的距离为16.76 cm,TAC= TCE= 0.04s。已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0 kg,则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,C点的速度vC="________" m/s;重锤动能的增加量为________J,重力势能的减少量为________J。(结果保留三位有效数字) (3)物体动能的增加量小于重力势能的减少量,产生这种结果的可能原因是。