某校物理兴趣小组利用如图甲所示装置探究合力做功与动能变化的关系。在滑块上安装一遮光条,系轻细绳处安装一拉力传感器(可显示出轻细绳的拉力),把滑块放在水平气垫导轨上A处,细绳通过定滑轮与钩码相连,光电门安装在B处。气垫导轨充气,将滑块从A位置由静止释放后,拉力传感器记录的读数为F,光电门记录的时间为△t。
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度,如图乙所示,则宽度为 _________mm。
(2)多次改变钩码的质量(拉力传感器记录的读数F相应改变),测得多组F和△t数据,要得到线性变化图象,若已知选定F作为纵坐标,则横坐标代表的物理量为__________。
A. B. C. D.
(3)若正确选择横坐标所代表的物理量后,得出线性变化图象的斜率为k,且已经测出A、B之间的距离为s,遮光条的宽度为d,则滑块质量(含遮光条和拉力传感器)的表达式为M=_________。
某同学想利用如图所示的实验装置来验证动能定理.在一端带滑轮的长木板上固定一个光电门,光电门在滑轮附近,与光电门相连的数字毫秒计可以显示出小车上的遮光片经过光电门的时间.在远离滑轮的另一端附近固定一标杆.滑块通过细线与重物相连,细线的拉力大小等于力传感器的示数.
(1)下列说法正确的是(______)
A.平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上
B.平衡摩擦力的目的是保证细绳对小车的拉力等于小车受到的合力
C.本实验中没有必要测量重物的质量
D.为减小系统误差,必须保证小车与遮光片的总质量远远大于重物的质量
(2)刻度尺的零刻线与标杆重合,光电门对应刻度尺的位置如上图的箭头所示,则标杆与光电门的距离__________.如图所示.用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度__________.
(3)用天平测得小车及遮光片的总质量为,在平衡好摩擦力后,每次都使小车上的遮光片从标杆处由静止开始运动,并记下遮光片通过光电门的时间及力传感器的显示的力的大小.以小车为研究对象验证动能定理,需要下列物理量:小车通过光电门时的速度大小_____,外力对小车做功_______.实验需要验证的关系式为__________.(以上填空处均用题中给出的已知物理量的字母表示.)
某实验小组做“探究动能定理”实验,装置如图甲所示。探究对象是铝块(质量小于砂桶和砂的总质量),保持其质量m不变,通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力,由力传感器可测得拉力的大小F。已知当地重力加速度为g,电源频率为f。
(1)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________(填“大”或“小”)。
(2)实验时,让砂桶从高处由静止开始下落,在纸带打出一系列的点,如图乙所示,其中0是打下的第一个点,取纸带上0~5过程进行研究,铝块动能的增加量ΔEk=_______,合外力做的功W=______(用题目和纸带中已知物理量符号表示)。
(3)为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系,某同学选取0点到不同计数点过程,作出ΔEk–W图象如图丙所示,他根据图像斜率的值约为_________,才得到结论:外力做的功等于动能的增加量。
某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是___;
(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量,对本实验______影响(填“有”或“没有”);
(3)实验时,下列物理量中必须测量的是______。
A.长木板的长度L B.重物的质量m C.小车的总质量M
(4)实验中,力的传感器的示数为F,打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为O,在纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3。则从打O点到打B点过程中,探究结果的表达式是:___________(用题中所给字母表示)。
某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验,实验步骤如下:
A.挂上钩码,调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;调整光电门与斜面垂直;
B.取下轻绳和钩码,保持A中调节好的长木板倾角不变,接通光电门电源,然后让小车从长木板顶端静止下滑,记录小车通过光电门的时间t
C.重新挂上细绳和钩码,改变钩码的个数,重复A到B的步骤.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,长木板表面粗糙对实验结果是否有影响?__________(填“是”或“否”);
(2)若要验证动能定理的表达式,已知遮光条的宽度d,还需测量的物理量有______;(多选项)
A.悬挂钩码的总质量m
B.长木板的倾角θ
C.小车的质量M
D.释放小车时遮光条正中间到光电门沿斜面距离L
E.释放小车时小车前端到光电门沿斜面距离L
(3)根据实验所测的物理量,动能定理的表达式为:________(重力加速度为g)
(4)本实验采用光电门测速,造成速度测量误差,具体的原因是__________________
利用图甲所示装置可以进行下列实验:实验中,小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面。
①研究匀变速直线运动;
②验证牛顿运动定律;
③探究动能定理
(1)在上述实验中,______需平衡摩擦阻力(选填实验序号)。
(2)为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力,以下操作必要的是_____(选填选项前的字母)。
A.在未挂钩码时,将木板的右端垫高以平衡摩擦力
B.在悬挂钩码后,将木板的右端垫高以平衡摩擦力
C.调节木板左端定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行
D.实验中控制钩码质量远小于小车的总质量
(3)图乙是某次实验中打出纸带的一部分,O、A、B、C为4个相邻的计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,则在打出B点时小车的速度大小为______m/s(保留2位有效数字)。