Ⅰ.像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常見計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲如示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(與之連接的兩上光電計(jì)時(shí)器沒有畫出).小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t
1和t
2.
(1)用游標(biāo)卡尺測量窄片K的寬度d(已知L>>d),光電門1,2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t
1、t
2.則窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式v
1=
.
(2)用米尺測量兩光電門間距為L,則小車的加速度表達(dá)式a=
.
(3)該實(shí)驗(yàn)中,為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力,就必須平衡小車受到的摩擦力,正確的做法是
不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止
不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止
_.
(4)實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)通過測量,把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實(shí)線所示.試分析:圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
;曲線上部彎曲的原因
沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
.
Ⅱ.(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)的儀器,使用時(shí)要注意調(diào)節(jié)好振針的高度,如果振針的位置過低,打出的紙帶的點(diǎn)跡是
短線
短線
,還會對紙帶產(chǎn)生
較大阻力
較大阻力
,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和如圖1的其它器材可以開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究,其主要步驟如下:
a、按裝置安裝好器材并連好電路
b、接通電源,釋放紙帶,讓重錘由靜止開始自由下落
c、關(guān)閉電源,取出紙帶.更換紙帶,重復(fù)步驟b,打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,數(shù)據(jù)如圖2(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T),
(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
①若是探究重力做功和物體動能的變化的關(guān)系.需求出重錘運(yùn)動到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,試表示在B點(diǎn)時(shí)重錘運(yùn)動的瞬時(shí)速度V
B=
.
②若是測量重力加速度g.為減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差,采用逐差法處理數(shù)據(jù),則加速度大小可以表示為g=
.
③如果求出的加速度值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的值g′有較大差距,說明實(shí)驗(yàn)過程存在較大的阻力,若要測出阻力的大小,則還需測量的物理量是
重錘的質(zhì)量m
重錘的質(zhì)量m
.試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=
.