利用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.所用的钩码每只的质量为30 g.实验中,先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后依次测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=10 m/s2)
记录数 据组 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
钩码总 质量(g) |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
弹簧总 长(cm) |
6.00 |
7.11 |
8.20 |
9.31 |
10.40 |
11.52 |
实验需要的器材,除铁架台、弹簧、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅
笔之外,还需要的一件器材是___________________。根据表中所列6组数据,在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线。
根据所画函数图线,求出弹簧的劲度系数为________N/m。(保留两位有效数字)
某同学画图象时横轴没取弹簧总长,而是取了弹簧的伸长量,结果其图象没有经过坐标原点,如图所示,请你帮他分析图线不过坐标原点的原因__________ ___ _________。
一同学要探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:
如图,在一个水平固定的粗糙杆上套有一小球,小球与杆之间的摩擦力大小恒为f,小球和固定端之间有一轻质弹簧,弹簧左端固定,右端和小球不固连,现用力推动小球使弹簧压缩一段距离x后,再由静止释放小球,小球向右运动距离s后停止(此时小球已离开弹簧),设水平杆足够长,多次重复以上步骤,记录s和相应的x数据如下:
弹簧压缩量 (x/cm) |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
7.00 |
小球滑行的距离(s/cm) |
4.50 |
7.99 |
12.50 |
18.01 |
24.50 |
(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式;
(2)由表中数据,可得s与x的关系是;
(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是。
四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:实验中用打点计时器打出的纸带如图所示,其中,A为打下的第1个点,B、C、D、E为距A较远的连续选取的四个点(其他点未标出)。用刻度尺量出B、C、D、E、到A的距离分别为s1=62.99cm,s2=70.18cm,s3=77.76cm,s4=85.73cm重锤的质量为m= 1.00kg;电源的频率为f=50Hz;实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2。为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒。则应计算出:(结果保留三位有效数字)
(1)打下D点时重锤的速度vD="____" m/s;
(2)重锤重力势能的减少量ΔEp=J;
(3)重锤动能的增加量ΔEk=J。
(4)根据纸带提供的数据,重锤从静止开始到打出D点的过程中,得到的结论是 。
利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d="0.5mm," 双缝光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为,B位置的游标卡尺读数为,单色光的波长为m。
某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图5所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重锤质量为1kg。
(1)打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB=m/s,重锤的动能EkB=
J。
(2)从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为J。
(3)根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,得到的结论是。
(4)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的
图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律,图线的斜率表示什么?
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(1)某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50cm;摆球直径为2.00 cm;然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.9s.则
①该摆摆长为_______cm,周期为s
②如果他测得的g值偏小,可能的原因是 [ ]
A.测摆线长时摆线拉得过紧 | |
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了 | |
C.开始计时,秒表过迟按下 | D.实验中误将49次全振动数为50次 |
(2)在一次用单摆测定加速度的实验中,图A的O点是摆线的悬挂点,a、b点分别是球的上沿和球心,摆长L=m. 秒表读数__________
为了提高测量精度,需多次改变L的值并测得相应的T值.现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“”表示的点。根据图中的数据点作出T2与L的关系图线.