3.某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律.实验装置如图甲所
示,打点计时器的电源为50Hz的交流电.
f1下列实验操作中,不正确的有__CD__A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源2该同学按照正确的步骤进行实验记为“实验①”,将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为12,…,8用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图乙所示.
计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表,请将表中
的数据补充完整
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
vcms245338378__390__395398398398
3分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是
__逐渐增大到398_cms__;磁铁受到阻尼作用的变化情况是__逐渐增大到等于重力__
4该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作记为“实验
②”,结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同.请问实验②是为了说
明什么?对比实验①和实验②的结果可得到什么结论?
解析1实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用,故铜管需竖直
地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落过程中不与铜管摩擦与碰撞,选项A正确.纸带穿
过限位孔可以保证纸带的正确方位,置于复写纸下面可以保证打点清晰,选项B正确.释放
纸带前应手提纸带上端使纸带竖直,小磁铁静止,故选项C错误.释放小磁铁前应先接通打
点计时器的电源,待其工作稳定后方可放开纸带,选项D错误.
2由图乙可得
v
560-4044=2×002
cms=390
cms
f3由表中数据可以看出,磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小,最终保持398cms的速度不变,即磁铁运动中加速度逐渐减小,最终为零,则由mg-Ff=ma知阻力逐渐增大直到等于重力.
4为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用.磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.
4.利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动.当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t改变光电门甲的位置进行多次测r