与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图2所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10﹣2s、2.00×10﹣2s．已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g=9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．
①滑块通过光电门1时的速度v1= m/s，通过光电门2时的速度v2= m/s：
②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J．（计算结果保留3位有效数字）．
某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：
①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；
②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作．测出多组（h，t），计算出对应的平均速度v；
④画出v-t图像
请根据实验，回答如下问题：
（1）设小铁球到达光电门1时的速度为v1，当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为 。（用v1、g和t表示）
（2）实验测得的数据如下表：
| 实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| h(cm) |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
| t(s) |
0.069 |
0.119 |
0.159 |
0.195 |
0.226 |
0.255 |
| v(m/s) |
1.45 |
1.68 |
1.89 |
2.05 |
2.21 |
2.35 |
请在坐标纸上画出v-t图像。
（3）根据v-t图像，可以求得当地重力加速度g= m/s2，试管夹到光电门1
的距离约为 cm。（以上结果均保留两位有效数字）
在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中(如图)： 
（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止__________________．
（2）现备有以下器材： A．干电池1个
B．滑动变阻器(0～50 Ω)
C．滑动变阻器(0～1 750 Ω)
D．电压表(0～3 V)
E．电压表(0～15 V)
F．电流表(0～0.6 A)
G．电流表(0～3 A)
其中滑动变阻器应选______，电流表应选______，电压表应选______．
（3）下图是根据实验数据画出的U－I图象．由此可知这个干电池的电动势E＝___ V，内电阻r＝_____ Ω.
如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置，下图是打点计时器打出的纸带．
(1)已知纸带上各相邻点的时间间隔为 T ，则小车运动的加速度大小的表达式为 （用所给的字母表示）
(2)若已知小车释放位置距桌面的高度 h 和到斜面底的距离 L ，重力加速度为 g ，小车的质量为 m ，测出的小车加速度大小 为 a ，则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 ．
（多选）伽利略在研究落体运动时，设计了如图所示的斜面实验，下列哪些方法是他在这个实验中采用过的（ ）
| A．用水钟或节拍器计时 |
| B．用打点计时器打出纸带进行数据分析 |
| C．改变斜面倾角，比较各种倾角得到的s/ t 2 的比值的大小 |
| D．将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 |
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，
为纵坐标，在坐标纸上做出--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=____。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=____mm，s3=_____mm。由此求得加速度的大小a=____m/s2。
（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。
粤公网安备 44130202000953号