光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器,其结构如图甲所示.a、b分别为光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间,这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度.如图乙所示,气垫导轨上安装有A、B两个光电门,导轨上放有一滑块,滑块上装有宽度d=3.0mm的遮光片.现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动,并依次通过光电门A、B,光电计时器记录的时间分别为t1=0.004s、t2=0.002s,并测得遮光片从光电门A运动到光电门B所用的时间△t=0.200s.
(1)在实验中,为了更准确的测得滑块通过光电门的速度,应选用较_________ (填“宽”或“窄”)的遮光片;
(2)由题可知,遮光片通过光电门A时的速度大小,v1=_______ m/s,通过光电门B时的速度大小v2=________ m/s.
(3)滑块在气垫上运动的加速度大小a=_________ m/s2.(结果都保留三位有效数字)
(1)在实验中,为了更准确的测得滑块通过光电门的速度,应选用较
(2)由题可知,遮光片通过光电门A时的速度大小,v1=
(3)滑块在气垫上运动的加速度大小a=
更新时间:2019-11-14 07:23:07
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【知识点】 用光电门研究匀变速运动
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】图甲所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的实验装置,他们的主要操作如下∶
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上。
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,然后计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v。
③固定光电门B的位置不变,改变光电门A的高度,重复②的操作。测出多组(h,t),并计算出对应的平均速度v。
④画出v-t图象。
请根据实验,回答如下问题∶
(1)设小铁球到达光电门B时的速度为vB,当地的重力加速度为g,则小铁球通过两光电门间的平均速度v的表达式为_________ 。(用vB、g和t表示)
(2)实验测得的数据如表所示。
请在图乙所示坐标纸上画出v-t图象________ 。
根据v-t图象,可以求得当地重力加速度g=___ m/s2。(结果保留3位有数数字)
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上。
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,然后计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v。
③固定光电门B的位置不变,改变光电门A的高度,重复②的操作。测出多组(h,t),并计算出对应的平均速度v。
④画出v-t图象。
请根据实验,回答如下问题∶
(1)设小铁球到达光电门B时的速度为vB,当地的重力加速度为g,则小铁球通过两光电门间的平均速度v的表达式为
(2)实验测得的数据如表所示。
实验次数 | h/cm | t/s | v/(m·s-1) |
1 | 10.0 | 0.028 | 3.57 |
2 | 20.0 | 0.059 | 3.39 |
3 | 30.0 | 0.092 | 3.26 |
4 | 40.0 | 0.131 | 3.05 |
5 | 50.0 | 0.176 | 2.84 |
6 | 60.0 | 0.235 | 2.55 |
根据v-t图象,可以求得当地重力加速度g=
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实验题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】某兴趣小组用如图甲所示的装置进行了下列探究:
①在一端带有定滑轮的水平长木板上固定两个光电门,测得两光电门、之间的距离为;滑块上有遮光片,遮光片的宽度为;
②砂桶中加入砂子,用天平测得砂和砂桶的质量,并保证滑块质量远大于砂和砂桶质量;
③用跨过定滑轮的轻绳将滑块与砂桶相连,调节滑轮高度使轻绳水平;
④将滑块从紧靠光电门处由静止释放,读出滑块上遮光片通过光电门的时间;
⑤改变砂和砂桶的质量,重复实验,测得的多组数据;
⑥在坐标系中作出的图像如图乙所示。图线与纵轴的截距为,与横轴的截距为。
已知重力加速度大小为,若把砂和砂桶所受重力作为滑块受到的拉力,根据图像信息可知:物块与长木板之间的动摩擦因数为______ ,滑块质量为______ 。
①在一端带有定滑轮的水平长木板上固定两个光电门,测得两光电门、之间的距离为;滑块上有遮光片,遮光片的宽度为;
②砂桶中加入砂子,用天平测得砂和砂桶的质量,并保证滑块质量远大于砂和砂桶质量;
③用跨过定滑轮的轻绳将滑块与砂桶相连,调节滑轮高度使轻绳水平;
④将滑块从紧靠光电门处由静止释放,读出滑块上遮光片通过光电门的时间;
⑤改变砂和砂桶的质量,重复实验,测得的多组数据;
⑥在坐标系中作出的图像如图乙所示。图线与纵轴的截距为,与横轴的截距为。
已知重力加速度大小为,若把砂和砂桶所受重力作为滑块受到的拉力,根据图像信息可知:物块与长木板之间的动摩擦因数为
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【推荐3】一个小球在液体里运动,会受到一种类似于摩擦的液体阻力的作用,叫做粘滞力。如果液体无限深广,计算粘滞力的关系式为,其中D为小球直径,v为小球在液体中的运动速度,称作粘滞系数。实验创新小组的同学们通过下面实验测量了某液体的粘滞系数。
(1)取一个装满液体的大玻璃缸,放在水平桌面上,将质量为1kg的小钢球沉入液体底部,可以忽略除粘滞力以外的所有摩擦阻力的作用。将一根细线拴在小钢球上,细线另一端跨过定滑轮连接砝码盘。在玻璃缸内靠左端固定两个光电门A、B,光电门的感光点与小钢球的球心在同一条水平线上。
(2)测出小钢球直径为5.00cm,将钢球由玻璃缸底部右侧释放,调整砝码数量以及释放小钢球的初始位置,确保小钢球通过两个光电门的时间相同。若某次测出小钢球通过两个光电门的时间均为0.025s,则可得小钢球此时运动的速度大小为_____ m/s。
(3)记录此时砝码盘以及砝码的总质量m=60g,由粘滞力关系式可得液体的粘滞系数为____ N·s/m2.
(4)改变砝码数量,重复第(2)、(3)步骤的实验,测出不同质量的砝码作用下,小钢球匀速运动速度。由下表中数据,描点连线,作出粘滞力随速度变化的图像_______________ 。
根据计算粘滞力的关系式和图像,可得该液体的粘滞系数为=____ N·s/m2.(所有结果均保留两位有效数字)
(1)取一个装满液体的大玻璃缸,放在水平桌面上,将质量为1kg的小钢球沉入液体底部,可以忽略除粘滞力以外的所有摩擦阻力的作用。将一根细线拴在小钢球上,细线另一端跨过定滑轮连接砝码盘。在玻璃缸内靠左端固定两个光电门A、B,光电门的感光点与小钢球的球心在同一条水平线上。
(2)测出小钢球直径为5.00cm,将钢球由玻璃缸底部右侧释放,调整砝码数量以及释放小钢球的初始位置,确保小钢球通过两个光电门的时间相同。若某次测出小钢球通过两个光电门的时间均为0.025s,则可得小钢球此时运动的速度大小为
(3)记录此时砝码盘以及砝码的总质量m=60g,由粘滞力关系式可得液体的粘滞系数为
(4)改变砝码数量,重复第(2)、(3)步骤的实验,测出不同质量的砝码作用下,小钢球匀速运动速度。由下表中数据,描点连线,作出粘滞力随速度变化的图像
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
砝码盘及砝码的总质量m/g | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
粘滞力F/N | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 |
小钢球匀速运动速度v/m·s-1 | 1.3 | 1.8 | 2.2 | 2.0 | 3.1 | 3.5 | 4.0 | 4.4 |
根据计算粘滞力的关系式和图像,可得该液体的粘滞系数为=
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