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题文

某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系

①如图23(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=N/m。(g9.80m/s2

砝码质量(g)
50
100
150
弹簧长度(cm)
8.62
7.63
6.66

②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图23(b)所示:调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为
④重复③中操作,得到vx的关系如图23(c)。由图可知,vx关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的成正比。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
知识点: 探究弹力和弹簧伸长的关系
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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,设计了如图示的实验: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.

(1)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为mm.
(2)调节光电门在圆弧上的位置,测得多组数据如表格所示.

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


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
(3)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).
(4)为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施

电磁打点计时器是一种使用低压______(填“直流”或“交流”)电源的计时仪器;若电源的频率为50Hz,则每相邻两个计时点间的时间间隔为______s。

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,某次实验纸带的记录如图所示,图中前几个点模糊,因此从A点开始每打5个点取1个计数点,各计数点到O点的位移如图,则小车通过D点时速度为________m/s.

如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.00cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车做匀速直线运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.

(1)表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速率的平方差,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)(请写在答题纸的横线上);

次数
F/N
(m3/s3
a(m/s2
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34

4
2.62
4.65
4.84
5
3.00
5.49
5.72

(2)依据表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线;

(3)比较实验结果与理论计算得到的关系图线(图2中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是

如图甲所示,为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持不变,用钩码所受的重力大小作为,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a﹣F关系图线(如图乙所示).分析此图线的OA段可得出的实验结论是
(3)(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是

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.

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