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)小刚球离开桌面时的速度大小为v=________,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为Ep=____________。
(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 (m) |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.96 |
6.01 |
7.00 |
由实验数据,可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为( )(式中k为比例系数)
A.Ep=kx | B.Ep=k![]() |
C.Ep=kx2 | D.Ep=k![]() |
为验证动能定理,某同学设计了如下实验.如(1)图所示.将一长直木板一端垫起,另一端侧面装 一速度传感器,让小滑块由静止从木板高处(从传感器所在平面算起)自由滑下至速度传感器时,读出滑块经过此处时的速度
,多次改变滑块的下滑高度
(斜面的倾角不变),对应的速度值记录在表中:
①要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立,该同学建立了纵轴表示的坐标系,你认为坐标系的横轴应该表示_______.
②已知当地重力加速度,若要求出滑块与木板间的动摩擦因数,还需测出___________(写出物理量及符号);计算滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为______________.
如图所示是研究光电效应的实验装置,某同学进行了如下操作:
①用频率为ν1的光照射光电管,此时电流表中有电流。调节滑动变阻器,将触头P向 端滑动(选填“a”或“b”),使微安表示数恰好变为零,记下电压表示数U1。②用频率为ν2的光照射光电管,重复①中的步骤,记下电压表示数U2。已知电子的电量为e,由上述实验可知,普朗克常量h = (用上述已知量和测量量表示)。
右图为双缝干涉的实验示意图,光源发出的光经滤光片成为单色光,然后通过单缝和双缝,在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大,在保证其他条件不变的情况下,可以
A.将光屏移近双缝 |
B.更换滤光片,改用波长更长的单色光 |
C.增大双缝的间距 |
D.将光源向双缝移动一小段距离 |
利用自由落体运动可测量重力加速度。有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验,其中乙图中的M为可恢复簧片,M与触头接触,开始实验时需要手动敲击M断开电路,使电磁铁失去磁性释放第一个小球,当前一个小球撞击M时后一个小球被释放。
①下列说法正确的有__________
A.两种实验都必须使用交流电源
B.甲实验利用的是公式△x=gT2;乙实验利用的是公式h=gt2,所以都需要用秒表测量时间,用直尺测量距离
C.甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时
D.这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律
②右图是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一次点,可以计算出重力加速度g=__________m/s2(结果保留两位有效数字)。
③用乙实验装置做实验,测得小球下落的高度H=1.200m,10个小球下落的总时间t=5.0s。 可求出重力加速度g=_______m/s2(结果保留两位有效数字)。
某同学用如图所示装置验证“质量一定时,物体的加速度与外力的关系”,他将光电门固定在气垫导轨上的某点B处,用细线拴住重力为F的钩码绕过定滑轮拉滑块,滑块从导轨上的A点由静止释放,测出AB间的距离及遮光条的宽度,记录遮光条通过光电门的挡光时间t。通过改变钩码的个数,仍让滑块从同一位置A由静止释放,重复上述实验,记录数据如下表所示:
①请在答题卡的坐标图上作出图线;
②据图象得出的结论是 ;
③若AB间的距离为x,遮光条的宽度为d,推导出加速度a与的关系式 ;所以质量一定时,物体的加速度与外力的关系是 。