21.(1)①图示为探究牛顿第二定律的实验装置,该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离,另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.
下面说法正确的是_______(选填字母代号).
A.用该装置可以测出滑块的加速度
B.用该装置探究牛顿第二定律时,要保证拉力近似等于沙桶的重力,因此必须满足m<<M
C.可以用该装置验证机械能守恒定律,但必须满足m<<M
D.可以用该装置探究动能定理,但不必满足m<<M
②某同学采用控制变量法探究牛顿第二定律,在实验中他将沙桶所受的重力作为滑块受到的合外力F,通过往滑块上放置砝码改变滑块的质量M。在实验中他测出了多组数据,并画出了如图所示的图像,图像的纵坐标为滑块的加速度a,但图像的横坐标他忘记标注了。
则下列说法正确的是( )
A.图像的横坐标可能是F,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M
B.图像的横坐标可能是M,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M
C.图像的横坐标可能是,图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M
D.若图像的横坐标是,且没有满足m<<M,图像的AB部分应向虚线上方偏离
(2)某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
A.按装置图安装好实验装置;
B.用游标卡尺测量小球的直径d;
C.用米尺测量悬线的长度l;
D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数1、2、3……。当数到20时,停止计时,测得时间为t;
E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线长度对应的t 2;
G.以t 2为纵坐标、l为横坐标,作出t 2 - l图线。
结合上述实验,完成下列任务:
①用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图2所示,读出小球直径d的值为_______cm。
②该同学根据实验数据,利用计算机作出t 2 – l图线如图3所示。根据图线拟合得到方程t 2 = 404.0l+3.5。由此可以得出当地的重力加速度g =___________m/s2。(取π 2 = 9.86,结果保留3位有效数字)
③从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是( )
A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;
B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;
C.不应作t 2 – l图线,而应作t– l图线;
D.不应作t 2 – l图线,而应作t 2 –(l+d)图线。
12.如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有砂子.砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子质量)记为M.验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比.从盒子中取出一些砂子,装入砂桶中,称量并记录砂桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的砂子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a﹣F图象,图象是一条过原点的直线.
(1)a﹣F图象斜率的物理意义是___________.
(2)你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:___________.(填“合理”或“不合理”)
14.在验证牛顿第二定律的实验中,某学习小组使用的实验装置如图所示:
(1) 由于没有打点计时器,该小组让小车由静止开始运动,发生位移,记录时间,则小车的加速度的表达式为=___________。
(2)指出该实验中的一个明显疏漏:_____________。
(3)纠正了疏漏之处后,保持小车的质量不变,改变砂桶与砂的总重力,多次实验,根据得到的数据,在图象中描点(如图所示)。结果发现右侧若干个点明显偏离直线,造成此误差的主要原因是___________。
26.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,下列所给器材中,哪个组合较好?
①长1 m左右的细线 ②长30 cm左右的细线 ③直径2 cm的塑料球 ④直径2 cm的铁球 ⑤秒表 ⑥时钟 ⑦最小刻度线是厘米的直尺 ⑧最小刻度是毫米的直尺
(1)①AB ;②AC
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