某同学为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小,将弹簧的一端固定在光滑水平桌面上,桌面离地面的高度为h,如图所示,用已知质量为m的钢球将弹簧压缩至最短,而后突然释放,弹簧的弹性势能转化为钢球的动能,钢球将沿水平方向飞出桌面,实验时
(1)还需要测定的物理量是____ ;
(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是= 。
下面是在测某电池的电动势和内电阻的实验中记录的六组数据。请在直角坐标系中画出U-I图象,并根据图象算出待测电池的电动势和内电阻。
①池的电动 势为________V
②此电池的内阻为________Ω
某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2。(保留二位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
小车加速度 a/m・s―2 |
1.90 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
0.30 |
小车质量 m/kg |
0. 25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
1.67 |
![]() |
4.00 |
3.45 |
3.03 |
2.50 |
2.00 |
1.41 |
1.00 |
0.60 |
请在方格坐标纸中画出图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是。
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)所示。该图线不通过原点,其主要原因是。
为了仅用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ(设μ为定值),某同学经查阅资料知:一劲度系数为k(设k足够大)的轻弹簧由形变量为x至恢复到原长过程中,弹力所做的功为,于是他设计了下述实验:
第一步:如图所示,将弹簧的一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩,松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止,且滑块与弹簧已分离;
第二步;将滑块挂在竖直固定的弹簧下,弹簧伸长后保持静止状态。
回答下列问题:
①你认为该同学 应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示):____________________。
②用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式:____________
在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(=0),用滑块1以初速度
与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间
和碰后通过光电门的遮光时间
。
(6)先根据④计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度
;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据: m1=0.324kgm2=0.181kg L=1.00×10-3m
次 数 |
滑块1 |
滑块2 |
碰前系统动量kgms-1 |
碰后系统动量kgms-1 |
|||
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
(![]() ![]() ![]() |
|
1 |
0.290 |
0.184 |
0 |
0.184 |
0.094 |
⑤ |
⑥ |
2 |
0.426 |
0.269 |
0 |
0.269 |
⑦ |
⑧ |
0.136 |
结论:⑨ |
某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动A使它做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的装置如图1所示,在小车A后连着纸带,长木板下垫着小木片以达到①。
若已得到打点纸带,并将测得各记数点间距标在下面(如图2),A为运动起始的第一点,则应选②段来计算A车的碰前速度,应选③段来计算A车和B车碰后的共同速度。(以上两空填“AB”或“BC”,或“CD”或“DE”)