Ⅰ.像打點計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器,其結構如圖甲如示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系的實驗,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光電門(與之連接的兩上光電計時器沒有畫出).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時器顯示窄片K的擋光時間分別為t
1和t
2.
(1)用游標卡尺測量窄片K的寬度d(已知L>>d),光電門1,2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t
1、t
2.則窄片K通過光電門1的速度表達式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式a=
.
(3)該實驗中,為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力,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,調節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止
不掛砂和砂桶,調節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止
_.
(4)實驗中,有位同學通過測量,把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實線所示.試分析:圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角太大
平衡摩擦力時木板傾角太大
;曲線上部彎曲的原因
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
.
Ⅱ.(1)電磁打點計時器是一種計時的儀器,使用時要注意調節(jié)好振針的高度,如果振針的位置過低,打出的紙帶的點跡是
短線
短線
,還會對紙帶產生
較大阻力
較大阻力
,對實驗結果有較大的影響.利用打點計時器和如圖1的其它器材可以開展多項實驗探究,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、關閉電源,取出紙帶.更換紙帶,重復步驟b,打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實驗要求的紙帶,數(shù)據(jù)如圖2(相鄰計數(shù)點的時間為T),
(2)進行數(shù)據(jù)處理
①若是探究重力做功和物體動能的變化的關系.需求出重錘運動到各計數(shù)點的瞬時速度,試表示在B點時重錘運動的瞬時速度V
B=
.
②若是測量重力加速度g.為減少實驗的偶然誤差,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?shù)刂亓铀俣裙J的值g′有較大差距,說明實驗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
重錘的質量m
重錘的質量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=
.