利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间变化的关系图象,实验过程中挂钩位置可认为不变.某同学利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M
②取一根不可伸长的轻质细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O(小圆环重力不计)并固定在传感器M的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过);
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图乙所示;
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示.请回答以下问题
(1)小铁球的重力为______
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等(忽略空气阻力),现已测得图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小,只需验证______ 等式是否成立即可用F0、F1、F2来表示)
①如图甲所示,固定力传感器M
②取一根不可伸长的轻质细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O(小圆环重力不计)并固定在传感器M的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过);
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图乙所示;
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示.请回答以下问题
(1)小铁球的重力为
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等(忽略空气阻力),现已测得图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小,只需验证
更新时间:2019-08-08 16:49:34
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【推荐1】学习天体相关知识后,同学们对地球表面不同地点的重力加速度大小很感兴趣,某学习小组想要通过简单实验装置,测量当地重力加速度。他们设计了如图所示装置,将拉力传感器固定在型支架的端点,一根不可伸长的细线一端连接拉力传感器,另一端系住一个小钢球,同时在点的正上方、等高处,正下方的适当位置固定3个光电门A、B、C。将小钢球拉至细线与竖直方向成一定角度处,以大小不同的初速度释放,记下小球在竖直平面内做圆周运动的过程中,各个拉力传感器的示数和小钢球通过相应光电门的挡光时间。(1)先测钢球的直径,记为,再测细线的绳长,这样就可以得到小钢球做圆周运动的半径,记为,若在某次操作中,测出小钢球通过点正上方最高点处光电门A的时间为,此时拉力传感器示数,则此时小球速度的大小为_________ ,此处重力加速度表达式为_________ 。(用表示)
(2)实验中,因缺少测量小钢球质量的器材,小组同学提出认真观察圆心等高处数据来求质量。某次观察中,某同学测得小球经过圆心等高处的光电门B挡光时间为,对应位置拉力传感器的示数为,由此可得小球质量的表达式为_________ 。(用表示)
(3)实验中,另一位同学每次操作时,重点读取点正下方的数据,多次记录小球在此位置的挡光时间和对应的拉力传感器示数,多测几组数据后,该同学提出了利用图像法处理数据的方案,作图像,得到了下图,则:图像与纵轴的截距_________ ,图像的斜率_________ 。(用表示)
(2)实验中,因缺少测量小钢球质量的器材,小组同学提出认真观察圆心等高处数据来求质量。某次观察中,某同学测得小球经过圆心等高处的光电门B挡光时间为,对应位置拉力传感器的示数为,由此可得小球质量的表达式为
(3)实验中,另一位同学每次操作时,重点读取点正下方的数据,多次记录小球在此位置的挡光时间和对应的拉力传感器示数,多测几组数据后,该同学提出了利用图像法处理数据的方案,作图像,得到了下图,则:图像与纵轴的截距
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【推荐2】某物理兴趣小组的同学设计了一个利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒,实验过程如下。
①如图甲所示,固定力传感器M,实验中挂钩位置可认为不变;
②取一根不可伸长的细线,一端连接小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过)
③将小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图乙所示。
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示。
(1)为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等,则_____ 。
A.必须要测出小铁球的直径D
B.必须要测出小铁球的质量m
C.必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ
D.必须要知道图乙、丙中F0,F1,F2的大小及当地重力加速度g
E.必须要知道图乙、丙中F0,F1,F2的大小
(2)若已经通过实验测得了(1)中所需的物理量,则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等,只需验证等式_______________ 是否成立即可。(用题中所测得的物理量符号表示)
①如图甲所示,固定力传感器M,实验中挂钩位置可认为不变;
②取一根不可伸长的细线,一端连接小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过)
③将小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图乙所示。
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示。
(1)为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等,则
A.必须要测出小铁球的直径D
B.必须要测出小铁球的质量m
C.必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θ
D.必须要知道图乙、丙中F0,F1,F2的大小及当地重力加速度g
E.必须要知道图乙、丙中F0,F1,F2的大小
(2)若已经通过实验测得了(1)中所需的物理量,则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等,只需验证等式
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【推荐3】某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动,他们到物理实验室取来电子秤(示数为被测物体的质量)、铁架台、轻质细线和小球等.
(1)将小球放在电子秤上,其示数为m;将小球用细线系在铁架台,悬挂点到球心的距离为L,然后把铁架台放在电子秤上,小球静止时,电子秤的示数为M;
(2)铁架台放在电子秤上,将小球拉起后由静止释放,释放时细线处于水平伸直状态,忽略空气阻力,当小球运动到最低点时,电子秤的示数为_______ ,若测得小球在最低点时的速度大小为v0,则当地的重力加速度大小为_________________
(1)将小球放在电子秤上,其示数为m;将小球用细线系在铁架台,悬挂点到球心的距离为L,然后把铁架台放在电子秤上,小球静止时,电子秤的示数为M;
(2)铁架台放在电子秤上,将小球拉起后由静止释放,释放时细线处于水平伸直状态,忽略空气阻力,当小球运动到最低点时,电子秤的示数为
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【推荐1】如图甲为桶装水电动抽水器,某兴趣小组利用平抛运动规律测量该抽水器的流量Q(单位时间流出水的体积)。(1)如图乙,为了方便测量取下不锈钢出水管,用游标卡尺测量其外径D,读数为_____________ mm;(2)重新安装出水管如图甲,为了使水能够沿水平方向流出,下列哪种方法更合理_____________ ;
A.用力把出水管前端掰至水平
B.转动出水管至出水口水平
C.调整水桶的倾斜角度使出水口水平
(3)接通电源,待水流稳定后,用米尺测出管口到落点的高度差和管口到落点的水平距离;已知重力加速度,则水流速度v=______ m/s(保留两位有效数字);
(4)已知出水管管壁的厚度为d,该抽水器的流量Q的表达式为_______ (用物理量D、d、v表示),根据测得的流量可算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短,可能的原因是______ (写出一个原因);
(5)抽水时若电机的输出功率恒定,当桶内水面降低时,抽水器的流量Q________ (选填“不变”、“减小”或“增加”)。
A.用力把出水管前端掰至水平
B.转动出水管至出水口水平
C.调整水桶的倾斜角度使出水口水平
(3)接通电源,待水流稳定后,用米尺测出管口到落点的高度差和管口到落点的水平距离;已知重力加速度,则水流速度v=
(4)已知出水管管壁的厚度为d,该抽水器的流量Q的表达式为
(5)抽水时若电机的输出功率恒定,当桶内水面降低时,抽水器的流量Q
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【推荐2】某同学利用图甲中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有:一端带滑轮的长木板、轻细绳、50 g的钩码若干、光电门两个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200 g,其上可放钩码)、刻度尺。当地重力加速度为9.80 m/s2。实验操作步骤如下:
①安装器材,调整两个光电门距离为50.00 cm,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图甲所示;
②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度;
③保持绳下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;
④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE,结果如下表所示。
回答下列问题:
(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为_____ J(保留三位有效数字);
(2)步骤④中的表格所缺数据为_____ ;
(3)以M为横轴,ΔE为纵轴,选择合适的标度,在图乙中绘出图像_____ ;
若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功,求滑块与木板之间的动摩擦因数为____ 。(保留三位有效数字)
①安装器材,调整两个光电门距离为50.00 cm,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图甲所示;
②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度;
③保持绳下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;
④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE,结果如下表所示。
M/kg | 0.200 | 0.250 | 0.300 | 0.350 | 0.400 |
ΔEk/J | 0.587 | 0.490 | 0.392 | 0.294 | 0.195 |
ΔE/J | 0.393 | 0.490 | 0.686 | 0.785 |
(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为
(2)步骤④中的表格所缺数据为
(3)以M为横轴,ΔE为纵轴,选择合适的标度,在图乙中绘出图像
若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功,求滑块与木板之间的动摩擦因数为
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【推荐3】测量小物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热的实验装置如图所示。AB是半径足够大、且光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的N板的上表面BC在B点相切,圆弧轨道也固定不动,C点在水平地面的垂直投影为点。实验步骤如下:
①用天平称出物块P的质量m;
②测量轨道AB的半径R、的高度h;
③将物块P在A点由静止释放,在物块P落地处标记其落地点D;
④重复步骤③,共做10次;
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到的距离x;
⑥查找当地的重力加速度,设当地的重力加速度大小为g。
用实验步骤中的测量量表示:
(1)物块P到达B点时的动能______ ;
(2)物块P到达C点时的动能______ ;
(3)在物块P从B运动到C的过程中,物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热______ 。
①用天平称出物块P的质量m;
②测量轨道AB的半径R、的高度h;
③将物块P在A点由静止释放,在物块P落地处标记其落地点D;
④重复步骤③,共做10次;
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到的距离x;
⑥查找当地的重力加速度,设当地的重力加速度大小为g。
用实验步骤中的测量量表示:
(1)物块P到达B点时的动能
(2)物块P到达C点时的动能
(3)在物块P从B运动到C的过程中,物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热
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