某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
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P1 |
P2 |
P3 |
P4 |
P5 |
P6 |
x0 (cm) |
2.04 |
4.06 |
6.06 |
8.05 |
10.03 |
12.01 |
x(cm) |
2.64 |
5.26 |
7.81 |
10.30 |
12.93 |
15.41 |
n |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
k(N/m) |
163 |
① |
56.0 |
43.6 |
33.8 |
28.8 |
1/k(m/N) |
0.0061 |
② |
0.0179 |
0.0229 |
0.0296 |
0.0347 |
(1)将表中数据补充完整:① ,②;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.
关于打点计时器的使用说法正确的是()
A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源 |
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源 |
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小 |
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快 |
为了测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内电阻约为5Ω) B.电压表V(0~2V)
C.电阻箱R1(0~99.9Ω) D.滑动变阻器R2(0~200Ω,lA) E.开关S和导线若干
(1)在现有器材的条件下,请你选择合适的实验器材,并设计出一种测量干电池电动势和内阻的方案,在方框中(答题纸上)画出实验电路图(标明所选的器材);
(2)利用你设计的实验方案连接好电路,在闭合开关、进行实验前,应注意;
(3)如果要求用图象法处理你设计的实验数据,通过作出有关物理量的线性图象,能求出电动势E和内阻r,则较适合的线性函数表达式是(设电压表的示数为U,电阻箱的读数为R)。
(4)利用你设计的电路进行实验,产生系统误差的主要原因是。
为了较为精确测量某一定值电阻的阻值,兴趣小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量.现准备了以下器材:
A.多用电表 | B.电压表V1,量程6V,内阻约10kΩ |
C.电压表V2,量程15V,内阻约20kΩ | D.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω |
E.电流表A2,量程3A,内阻约0.02Ω F.电源:电动势E=9V
G.滑动变阻器R1,最大阻值10Ω,额定电流2A H.导线、电键若干
(1)在用多用电表粗测时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,此时欧姆表的指针位置如图甲所示,为了减小误差,多用电表的选择开关应换用_______欧姆挡;按操作规程再次测量该待测电阻的阻值,此时欧姆表的指针位置如图乙所示,其读数是_______Ω。
(2)在用伏安法精确测量时,要求待测电阻的电压从0开始连续调节,则要完成测量,应选择的器材是__________________ (填器材前面的字母代号),并在方框内(答题纸上)画出实验电路图。
如图所示,游标卡尺的示数为cm;螺旋测微器的示数为mm。
用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
(1)实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)。
实验中产生系统误差的原因是______________________
(2)乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是____________________________________________。