某同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的动能与哪些因素有关。他以圆形砂轮为研究对象,研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系。砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为10/π牛(不计转轴与砂轮的摩擦),分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同的角速度旋转进行实验,得到数据如下表所示:
(1)由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为 (比例系数用k表示)。
(2)以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是 。
半径r/cm |
质量m/kg |
角速度ω(rad/s) |
圈数 |
转动动能Ek/J |
4 |
1 |
2 |
8 |
6.4 |
4 |
1 |
3 |
18 |
14.4 |
4 |
1 |
4 |
32 |
25.6 |
4 |
2 |
2 |
16 |
12.8 |
4 |
3 |
2 |
24 |
19.2 |
4 |
4 |
2 |
32 |
25.6 |
8 |
1 |
2 |
16 |
25.6 |
12 |
1 |
2 |
24 |
57.6 |
16 |
1 |
2 |
32 |
102.4 |
改进后的"研究有固定转动轴物体平衡条件"的实验装置如图所示,力传感器、定滑轮固定在横杆上,替代原装置中的弹簧秤,已知力矩盘上各同心圆的间距均为 。
(1)做这样改进的有点是()
A. | 力传感器既可测拉力又可测压力 |
B. | 力传感器测力时不受主观判断影响,精确度高 |
C. | 能消除转轴摩擦力引起的实验误差 |
D. | 保证力传感器所受拉力方向不变 |
(2)某同学用该装置做实验,检验时发现盘停止转动时 点始终在最低处,他仍用该盘做实验。在对力传感器进行调零后,用力传感器将力矩盘的 点拉到图示位置,此时力传感器读数为 。再对力传感器进行调零,然后悬挂钩码进行实验,此方法(选填"能"、"不能")消除力矩盘偏心引起的实验误差,已知每个钩码所受重力为 ,力矩盘按图示方式悬挂钩码后,力矩盘所受顺时针方向的合力矩为Nm。力传感器的读数为 。
如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。电流表满偏电流
、内阻
;电池电动势
、内阻
;变阻器
阻值
。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为 刻度的,当电池的电动势下降到 、内阻增大到 时仍可调零。调零后 阻值将变(选填"大"或"小");若测得某电阻阻值为 ,则这个电阻的真实值是
(2)该欧姆表换了一个电动势为 ,内阻为 的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果(选填"偏大"或"偏小"或"准确")
半径为
、介质折射率为
的透明圆柱体,过其轴线
的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线,以角
由
点入射,折射光线由上边界的
点射出。当光线在
点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的
点恰好发生全反射。求
、
两点间的距离。
如图甲所示的电路图中,恒流源可作为电路提供恒定电流
,
为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器
消耗的电功率。改变
的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的
关系图线。
回答下列问题:
(1)滑动触头向下滑动时,电压表示数将(填"增大"或"减小")。
(2)
=
。
(3)
消耗的最大功率
(保留一位有效数字)。
某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置记为
、
,记录弹簧秤的示数
,测量并记录
、
间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50
,测出所对应的
,部分数据如下表所示:
完成下列作图和填空:③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新记为
、
,橡皮筋的拉力记为
。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为
、
,橡皮筋
段的拉力记为
,
段的拉力记为
。
(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线,根据图线求得
=
。
(2)测得OA=6.00
,OB=7.60
,则
的大小为
。
(3)根据给出的标度,在答题卡上作出
和
的合力 的图示。
(4)通过比较
与的大小和方向,即可得出实验结论。