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。
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 |
(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。
(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,可以通过进一步转换,做出____________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________。
同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻.
⑴他先用多用表电压档直接接在电源两极,读数如图甲,则电源电动势约为V.
⑵为了更准确的测量电源的电动势和内电阻,他用多用表的“直流100mA”档设计了如图乙的测量电路,为了电表安全,请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为Ω.
⑶将多用电表的选择开关从OFF旋转至“直流100mA”档,调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关从多用表上读出相应的示数I.
⑷重复⑶获得多组数据,根据数据作出了如图丙所示的图线.
⑸由图线得干电池的电动势E=V(保留三位有效数字),内阻r=Ω (取整数),多用表的内电阻对(选填“E”、“r”或“E和r”)的测量结果有影响.
学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为mm.
⑵调节光电门在圆弧上的位置,测得多组数据如表格所示.请选择适当的数据处理方法,猜想并写出vA与h的函数关系等式.
组次 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
h/m |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
vA(m/s) |
1.73 |
2.12 |
2.46 |
2.74 |
3.00 |
⑶当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦,结合你找出的函数关系式,根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK=(请用数字、质量m、速度vA表示).
⑷为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施.
某同学对一个标称值为“5Ω、1.25W”的定值电阻的阻值是否准确产生了怀疑,准备用伏安法尽可能准确进行测量,现可供使用的器材如下:
A.电流表A1,量程50m A,内阻9Ω |
B.电压表V1,量程l5 V,内阻约l5kΩ |
C.电压表V2,量程3 V,内阻约3kΩ |
D.变阻器R,全电阻约20Ω |
E.定值电阻R0=1Ω
F.直流电源E,电动势4.5V,内阻不计
G.开关S、导线若干
(1)上述器材中,最适合的电压表为(填字母编号)。
(2)答卷中的虚线框内画出测量Rx的电路图。
(3)正确连接电路后开始测量,电压表与电流表刻度指针如图示,则被测电阻值为。
某同学用图示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系,弹簧一端固定,另一端与一带有窄片的物块接触,让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去,沿光滑水平板滑行,途中安装一光电门。设重力加速度为g。
(1)如图所示,用游标卡尺测得窄片的宽度L为_________________。
(2)记下窄片通过光电门的时间,则__________________。
(3)若物块质量为,弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为 _____________(用
表示)。
欧姆表内部含有电源,某同学利用下列实验器材测量欧姆表的内阻和内部电源的电动势,实验器材的规格如下:
电流表A1(量程为200μA,内阻为300)
电流表A2(量程为300 mA,内阻约为5)
定值电阻R0(阻值为9700 )
滑动变阻器R(0~50)
开关和若干导线
(1)根据以上实验器材,把本实验的电路原理图画在下面的虚线方框中。
(2)利用上述实验电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置,读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.多次改变滑动触头的位置,得到如下实验数据。在如图所示的坐标纸上作出I2-I1图线。
I1(μA) |
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
I2(mA) |
20.0 |
16.7 |
13.2 |
10.0 |
6.7 |
3.3 |
(3)根据所作图线得到欧姆表内部电源的电动势为_____V,内电阻为______.(结果保留三位有效数字)
(4)若把该欧姆表红黑表笔短接,通过欧姆表的电流大小为____A.(保留三位有效数字)