如右图是“探究求合力的方法”实验示意图.图甲表示在两个拉力F1、F2的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到O点;图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条.下列说法正确的是( )
A.甲实验时,两个拉力的大小应相等 |
B.甲实验时,两个拉力的方向应互相垂直 |
C.乙实验时,只须使橡皮条的伸长量与甲实验相等 |
D.乙实验时,仍须将橡皮条的结点拉到O点 |
(17分)(1)(6分)某同学在研究性学习中利用光电门针对自由落体运动进行了研究。如左图所示,用铁架台固定竖直长木板,光电门A、B分别固定在长木板上,AB相距S= 41cm;现从光电门A上方某高度静止释放一个小球,其直径d用20分度的游标卡尺测出,游标卡尺的示数如图7所示。小球通过A、B的时间分别为Δt1=1.05×10-2s、Δt2=3.50×10-3s。回答下列问题:
①由右图所示,读出小球直d= mm;
②物体运动的加速度a= m/s2;(计算结果取三位有效数字)
甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。
①甲组同学采用图甲所示的实验装置。
A.为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除秒表外,在下列器材中,还应该选用 ;(用器材前的字母表示)
a.长度接近1m的细绳
b. 长度为30cm左右的细绳
c.直径为1.8cm的塑料球
d.直径为1.8cm的铁球
e.最小刻度为1cm的米尺
f.最小刻度为1mm的米尺
B.该组同学先测出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g= 。(用所测物理量表示)
C.在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值 。(选填“偏大”、“偏小”或 “不变”)
② 乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系,如图丙所示的v-t图线。
A.由图丙可知,该单摆的周期T= s;
B.更换摆线长度后,多次测量,根据实验数据,利用计算机作出T2-L(周期平方-摆长)图线,并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度g= m/s2。(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)
单摆测定重力加速度的实验中:
(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示, 该摆球的直径d= mm.
(2)悬点到小球底部的长度l0,示数如图乙所示,l0= cm
(3)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丙所示,然后使单摆保持静止,得到如图丁所示的F-t图象。那么:
①重力加速度的表达式g= (用题目中的物理量d、l0、t0表示).
②设摆球在最低点时Ep=0,已测得当地重力加速度为g,单摆的周期用T表示,那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是 .
A. | B. | C. | D. |
某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”.三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。
①实验步骤如下:
A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点;
B.结点O下的细线挂钩码C;
C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置
D.记下钩码质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、记录________________。
②在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差?
答:_____________ (选填选项前的字母)
A.木板不竖直
B.A弹簧测力计外壳的重力
C.B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平
D.改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化
③某次实验中.该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出解决问题的一个办法_________________.
(1)某实验小组拟用甲图所示的装置研究滑块的运动。实验器材有:滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成的单摆(细线质量不计且不可伸长,装满有色液体后,漏斗和液体质量相差不大)等。实验前,在控制液体不漏的情况下,从漏斗某次经过最低点时开始计时,测得之后漏斗第100次经过最低点共用时100秒;实验中,让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动,漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。
①该单摆的周期是 s;
②图乙是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带,根据纸带可求出滑块的加速度为 m/s2;(结果取两位有效数字)
③用该实验装置测量滑块加速度,对实验结果影响最大的因素是 。
(1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室,各自在那里用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是 __________(选填A或B)。
(2)在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像,如图(乙)所示。关于a、b两个摆球的振动图像,下列说法正确的是_________________.
A.a、b两个单摆的摆长相等 B.b摆的振幅比a摆小
C.a摆的机械能比b摆大 D.在t=1s时有正向最大加速度的是a摆
某同学为探究求合力的方法,做了如右图所示的实验。ABCD为竖直平板,E、F两处固定了摩擦不计的轻质滑轮,滑轮的轴保持水平,所用绳子的质量可不计。第一次实验中,当装置平衡时,绳子的结点在O处,拉力的方向和钩码的位置如图所示。第二次实验时,仅把右侧滑轮的位置移动到图中的G点,待稳定后,∠EOF将 (填“变大”、“变小”或“不变”),绳子结点O的位置将
A.竖直向下移动 |
B.水平向右移动 |
C.沿EO方向移动 |
D.沿FO方向移动 |
(10分)(1)“在探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示.测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”).
(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图a所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图b所示,则该单摆的振动周期为________,若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将________(填“变大”、“不变”或“变小”),图b中的Δt将________(填“变大”、“不变”或“变小”).
某高楼顶上吊下一根长绳,现给你一块秒表,一把只有几米长的米尺,一个带钩的重球,你能测出楼高吗?
在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上; |
B.用刻度尺量得细线长度l; |
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球; |
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期; |
E.用公式计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过 (选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时。
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_________(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
用一端装有定滑轮的长木板,小车、打点计时器(频率为50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图(a)。所示的装置,钩码拉动小车,小车做匀加速直线运动,得到如图(b).所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。
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(1)在这一实验中,某同学操作了以下实验步骤,其中有明显错误的步骤是_______(填写字母)
A.将打点计时器固定在平板上,并接好电路. |
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔. |
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码. |
D.将小车移至靠近定滑轮处 |
E.放开纸带,再接通电源.
(2)如图(b),用毫米刻度尺测量得:AB=4.56 cm、AC=12.16 cm、AD=22.52cm、AE=36.06cm,则:打C点时小车的速度大小为________ m/s;小车的加速度为________ m/s2。(结果保留三位有效数字)
某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.下表是该同学的实验数据.实验时弹簧始终未超过弹性限度.
(1) 根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象.
(2) 根据图象得到弹簧的劲度系数是______N/m.
砝码质量m×10-3 kg |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
弹簧总长度l×10-2 m |
6.0 |
7.2 |
8.3 |
9.5 |
10.6 |
11.8 |
某同学用时间传感器代替了秒表做“用单摆测定重力加速度”的实验,他的设计如图甲所示:长为l的摆线一端固定在铁架台上,另一端连接一质量为m,半径为r的小球,在摆线上紧临小球套有一小段轻细挡光管,在单摆摆动到平衡位置时,挡光管就能挡住从光源A正对光敏电阻R1发出的细光束,信号处理系统就能形成一个电压信号,如图乙所示,R2为定值电阻。
①某同学用10分度的游标卡尺测小球直径,如图丙所示。正确的读数是 mm。
②R1两端电压U与时间t关系如图乙所示,用此装置测得的重力加速度表达式为 。
③当有光照射R1时,信号处理系统获得的是 (填“高电压”或“低电压”) 。