在推导”匀变速直线运动位移的公式“时,把整个运动过程划分为很多个小段,每一小段近似为匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”.下面实例中应用到这一思想方法的是( )
A.在探究牛顿第二定律的过程中,控制物体的质量不变,研究物体的加速度和力的关系
B.在计算带电体间的相互作用力时,若电荷量分布对计算影响很小,可将带电体看作点电荷
C.在求两个力的合力是,如果把一个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同,这个力就是两个力的合力
D.在探究弹簧弹性势能表达式的过程中,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,在每一小段内认为弹簧的弹力是恒力,然后把每一小段弹力所做的功相加
某同学验证动能定理的实验装置如图,水平桌面上固定一气垫导轨,在气垫导轨上的A、B处固定两个光电门,一质量为M的滑块通过细绳跨过光滑的定滑轮与一个小桶相连,桶中装有细沙,桶和里面细沙的总质量为m,用d表示遮光条的宽度,通过光电计时器可以测量出遮光条通过A、B两个光电门的时间分别为tA、tB,A、B两个光电门的距离为x。忽略导轨与滑块之间的摩擦力,用g表示重力加速度。
(1)滑块从A运动到B的过程中,动能的增量为____________(用题干中的字母表示),在m与M满足____________的条件下,可以近似认为细绳对滑块做的总功为mgx。只需验证总功与动能的增量是否相等即可。
(2)关于此实验,下列说法正确的是____________(填序号)。
A.适当增大两光电门之间的距离会增大实验误差
B.适当增大两光电门之间的距离可以减小实验误差
C.此装置也可以拿来验证系统机械能守恒
D.遮光条的宽度大一些有利于减小实验误差
(3)实验过程中,无论怎样改变参数,经过测量和计算后发现,由于细绳对滑块的拉力实际上并不等于mg,所以总功mgx始终要____________(填“略大于”“略小于”或“等于”)动能的增加量,这种误差属于____________(填“系统误差”或“偶然误差”)。
(4)鉴于以上第(3)问中的误差对本实验的影响,有同学提出了另外的建议,将实验装置改成如图所示,首先调整气垫导轨的倾角,往小桶中加入适量的细沙,让滑块恰好能够静止在导轨上,然后剪断细绳,滑块开始加速下滑。该同学提出的这种操作方式合理吗?____________(填“合理”或“不合理”)为什么?____________。
用如图a所示装置做“验证动能定理”的实验。实验时,通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落,小铁球依次通过两个光电门甲、乙,测得遮光时间分别为和,两光电门中心点间的高度差为h。
(1)用游标卡尺测得小铁球直径如图b所示,则小铁球的直径d =____mm;
(2)为验证动能定理,还需知道的物理量是______________(填物理量名称及符号),验证动能定理的表达式为:_____________________________;
(3)由于光电门甲出现故障,某同学实验时只改变光电门乙的高度,进行多次实验获得多组数据,分别计算出各次小铁球通过光电门乙时的速度v,并作出并作出v2-h图像。图(c)中给出了a、b、c三条直线,他作出的图像应该是直线_________;由图像得出,小铁球到光电门甲中心点的高度差为_________cm,小铁球通过光电门甲时的速度为_________m/s。(计算结果保留三位有效数字)
用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条。细线一端连着滑块,另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放
(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=______mm
(2)下列实验要求中不必要的一项是______(请填写选项前对应的字母)
A、应使A位置与光电门间的距离适当大些
B、应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量
C、应将气垫导轨调至水平
D、应使细线与气垫导轨平行
(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力电传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系,处理实验数据时应作出的图象是______(请填写选项前对应的字母)
A、作出“t-F图象”
B、作出“t2-F图象”
C、作出“-F”图象”
D、作出“-F”图象”
某实验小组利用图示装置进行“验证动能定理”的实验,小车上装有遮光片,与光电门相连接的计时器能测出小车通过光电门时遮光片的遮光时间t,实验步骤如下:
A.用游标卡尺测出小车上的遮光片的宽度d,用弹簧秤称出所需挂的钩码的重力F;
B.挂上钩码,调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,通过两个光电门时两个遮光时间相等;
C.取下轻绳和钩码,保持调节好的长木板倾角不变,让小车从长木板顶端静止下滑,记录小车通过光电门2时的遮光时间t2;
D.改变光电门2的位置,重新让小车从长木板同一位置静止下滑,重复步骤C。
回答下列问题:
(1)对于该实验,下列说法正确的是________
A.长木板表面粗糙对实验结果影响较大,应该换用光滑的木板
B.该实验要用钩码的重力作为小车的合外力,应满足钩码质量远小于小车的质量
C.该实验要用钩码的重力作为小车的合外力,但不需要满足钩码质量远小于小车的质量
(2)若要求得小车在两光电门间运动的过程中合外力做功,还需测量两光电门间的距离,则小车合外力做功的表达式是W=_______;小车在光电门2位置的速度表达式是=________。
(3)以为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出图像,其图线是一条不过原点的直线,从图像中可得纵截距为a,斜率为b,可得小车在光电门1位置的动能为_______,小车的质量为_________。
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=_________。