一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式: .
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x (cm) |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小钢球飞行的水平距离s (cm) |
1.01 |
1.50 |
2.01 |
2.49 |
3.01 |
3.50 |
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为 ,并说明理由: .
在“探究牛二定律”实验中得到一条纸带上打出一系列小点:
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出,打点计时器频率50Hz),计数点间的距离如图所示
.根据图中数据计算的加速度a=(保留三位有效数字).
(2)为减小误差,该实验要求M>>m(M小车的质量,m
砝码和托盘的总质量),请你推理说明原因:。
如图a所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)图b是正确实验后的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s。(g=9.8m/s2)
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,方格边长L="5" cm,通过实验,记录了小球在运
动途中的三个位置,如图c所示,则该小球做平抛运动的初速度为_________m/s;
B点的竖直分速度为___________m/s。
在“探究牛二定律”实验中得到一条纸带上打出一系列小点:
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出,打点计时器频率50Hz),计数点间的距离如图所示
.根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字).
(2)为减小误差,该实验要求M>>m(M小车的质量,m
砝码和托盘的总质量),请你推理说明原因: 。
如图a所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)图b是正确实验后的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s。(g=9.8m/s2)
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,方格边长L="5" cm,通过实验,记录了小球在运
动途中的三个位置,如图c所示,则该小球做平抛运动的初速度为_________m/s;
B点的竖直分速度为___________m/s。
气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采取的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,
静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;
e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A,B滑块分别碰撞C、D挡板时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1、t2;
(1)实验中还应测量的物理量是。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是。
(3)上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因可能有
(至少答出两点).