一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。实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右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的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小球飞行水平距离s/m |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.96 |
6.01 |
6.97 |
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为 ;
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为 ;
(4)若该同学在完成图乙实验的过程中,弹簧与桌子右边缘不垂直,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际 (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=_____(用H、h表示)。
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
请在坐标纸上作出s2-h关系图。
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率(填“小于”或“大于”)理论值。
(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是。
1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上
b.用米尺量得细线长度l
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n
e.用公式g= 计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有___________________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示___________________。
下图为研究加速度和力的关系的实验装置。
(1)在本实验中,用钩码所受的重力大小当做小车所受的________,用DIS系统测小车的加速度。在改变所挂钩码的数量,多次重复测量中,有无必要同时在小车上加减砝码_______ (选填“需要”“不需要”)。
(2)根据在某次实验中测得的多组数据可画出a — F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_____________________
此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是_______(选填A、B、C、D其中一项)
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
在“探究加速度与物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑,两完全相同的小车前端系上细线,细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘,两小车尾部细线水平连到控制装置上,实验时通过控制细线使两小车同时开始运动,然后同时停止。实验中:
(1)应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量,这时可认为小车受到的合力的大小等于。
(2)若测得小车1、2的位移分别为x1和x2,则小车1、2的加速度之比。
(3)要达到实验目的,还需测量的物理量是。
“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,提供的实验器材有,
A.小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流约为0.3A)
B.电流表A (0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电压表V(0~6V,内阻约为5kΩ)
D.滑动变阻器R1 (0~10Ω, 2A )
E.滑动变阻器R2 (0~100Ω, 0.2A )
F.电源(6V,内阻不计)
G.开关及导线若干
(1)实验中滑动变阻器选(填“R1”或“R2”)
(2)该同学设计了实验测量电路,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使电流表的读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I 。请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整
(3)该同学根据实验数据作出了如图乙的U-I图象,根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)