组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 用现代技术测量加速度 > 用光电门研究匀变速运动
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:245 题号:18112925
某同学用如图所示的装置来进行牛顿第二定律的相关研究.倾角可调的斜面顶端固定一光滑定滑轮,斜面上固定有光电门PQ,两光电门中心间的距离为x,滑块质量为M,滑块中心上方的挡光片宽度为l.现进行以下操作:
①只在斜面顶端放上滑块,调节斜面倾角,当斜面倾角时,轻推滑块,让滑块沿斜面下滑,测得滑块通过两个光电门的时间相等;
②保持斜面倾角不变,让轻绳跨过滑轮,一端挂质量未知的小球,另一端连接滑块,连接滑块的轻绳与斜面平行,让滑块从斜面底端由静止释放,测得滑块沿斜面上滑通过光电门QP的时间分别为

已知重力加速度为g,请回答下列问题:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数________(结果请保留两位有效数字);
(2)由运动学知识可求出滑块沿斜面上滑的加速度________(用xl表示);
(3)小球的质量________(仅用Mga表示),由于本次实验测量出的速度是滑块通过光电门的平均速度,从而导致小球质量的测量结果有误差,小球质量的测量值会________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值.

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【推荐1】实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架,如图甲所示,框架上装有两个光电门,都可上下移动;框架的竖直部分贴有刻度尺,零刻度线在上端,可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1x2;框架水平部分安装了电磁铁,将质量为m的小铁球吸住。一旦断电,小铁球就由静止释放,先后经过两个光电门时,与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1v2。多次改变两个光电门的位置,得到多组x1x2v1v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线,得出图线的斜率为k

(1)需要提前向数字传感器输入小球的直径d,当小铁球经过光电门时,光电门记录下小球经过光电门的时间t,测算出的速度v=______
(2)当地的重力加速度为______(用k表示)。
(3)若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面,则小铁球经过光电门1时的机械能表达式为______(用题中的x1x2mv1v2k表示)
2022-11-09更新 | 1575次组卷
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【推荐2】打点计时器和数字计时器是高中物理研究物体运动中重要的实验仪器,图(甲)、(乙)两种打点计时器是高中物理实验中常用的打点计时器,图(丙)为连接光电门的数字计时器。请回答下面的问题:

(1)图(乙)是___________(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是___________(选填“交流8 V”“交流220 V”或“六节干电池”)。
(2)图(丙)中,若已知物体挡光宽度为d,物体经过光电门用时t,则可以近似认为物体通过光电门的瞬时速度的表达式为v=___________
2022-03-26更新 | 296次组卷
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【推荐3】如图(a),将带有刻度的木板倾斜放置,让小球从顶端释放。为测量小球沿斜面向下运动到接近底端时的瞬时速度,现采用以下方法进行测量:
①将光电门1固定在斜面接近底端处,光电门2放在斜面上端;
②读出此时两光电间的距离

③将小球从木板顶端由静止释放,先后通过两光电门。从计时器上读出小球在两光电门间的运动时间
④将光电门2沿斜面向下移动一段距离,重复②、③分别得到……和对应的……
(1)某次两光电门在斜面上的位置如图(b)所示,则两光电门间的距离=_________cm;
(2)现已在图(c)上描出实验数据,①请在图上作出图线_______;②求出小球经过光电门1时的瞬时速度为__________
2020-05-09更新 | 214次组卷
共计 平均难度:一般