一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
(2)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
(3)在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是_______________________________。
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________,单位是________。
某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,乙图中黑点代表亮点的中心位置。
⑴这个现象说明激光具有性。
⑵通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍:双缝之间的距离为a = 0.220mm,双缝到感光片的距离为L = 1.0000m。该同学用带十分度游标的卡尺测感光片的点间距时,尺与点的中心位置如乙图所示。乙图中第1个光点与第4个光点之间的距离是_______mm。实验中激光的波长λ =m,(结果保留两位有效数字)
⑶如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
关于玻璃折射率测量方法很多,如插针法和全反射法等。请完成下列两题:
(1)在用插针法“测定玻璃的折射率”实验中,已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图所示,若其他操作正确,则测得的折射率将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)用如图所示装置测定玻璃的折射率,在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖,使二者的圆心O重合。现使激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖,记下入射光束在光具盘上所对应的刻度,以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘,同时观察直径平面一侧出射光线的变化:出射光线不断向下偏转并越来越暗,直到刚好看不到出射光线为止,并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度。则光具盘上两次刻度分别到O连线之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的,玻璃的折射率表达式为n=。
用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。若将金属丝圈在其所在的竖直平面内顺时针方向缓慢旋转某一角度,则观察到的现象是干涉条纹_________(选填“顺时针方向旋转”、“逆时针方向旋转”或“图样保持不变”)。
在如图所示的装置中,在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C,让其上下振动,周期为T1,若使把手C以周期T2(T2 < T1)做匀速转动,当运动都稳定后,则弹簧振子的振动周期为_______;要使弹簧振子振幅增大,可让把手C转速________(选填“增大”、“减小”)
在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点在图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源.经过测量得:d1=3.62cm,d2=8.00cm,d3=13.20cm,d4=19.19cm,d5=25.99cm,d6=33.61cm.
(1)计算vF =____________m/s;(结果保留三位有效数字)
(2)物体的加速度a =____________m/s2;(结果保留两位有效数字)