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。重力加速度为g
(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/×102cm |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.98 |
6.01 |
6.99 |
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 。
为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图1所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量.(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作是 .
A.用天平测出砂和砂桶的质量.
B.先挂上砂桶但不放砂子,然后将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力.
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数.
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M.
E.用砂和砂桶改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是可以更方便地获取多组实验数据.
(2)该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(两计数点间还有一个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2(结果保留两位有效数字).
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a﹣F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为 .
A.2tanθ B. C.
D.
某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;
②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作.测出多组(h,t),计算出对应的平均速度v;
④画出v-t图像
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v1,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为 。(用v1、g和t表示)
(2)实验测得的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h(cm) |
10.00 |
20.00 |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
t(s) |
0.069 |
0.119 |
0.159 |
0.195 |
0.226 |
0.255 |
v(m/s) |
1.45 |
1.68 |
1.89 |
2.05 |
2.21 |
2.35 |
请在坐标纸上画出v-t图像。
(3)根据v-t图像,可以求得当地重力加速度g= m/s2,试管夹到光电门1
的距离约为 cm。(以上结果均保留两位有效数字)
在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中(如图):
(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止__________________.
(2)现备有以下器材: A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50 Ω)
C.滑动变阻器(0~1 750 Ω)
D.电压表(0~3 V)
E.电压表(0~15 V)
F.电流表(0~0.6 A)
G.电流表(0~3 A)
其中滑动变阻器应选______,电流表应选______,电压表应选______.
(3)下图是根据实验数据画出的U-I图象.由此可知这个干电池的电动势E=___ V,内电阻r=_____ Ω.
如图所示是测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度的实验装置,下图是打点计时器打出的纸带.
(1)已知纸带上各相邻点的时间间隔为 T ,则小车运动的加速度大小的表达式为 (用所给的字母表示)
(2)若已知小车释放位置距桌面的高度 h 和到斜面底的距离 L ,重力加速度为 g ,小车的质量为 m ,测出的小车加速度大小 为 a ,则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为 .
(多选)伽利略在研究落体运动时,设计了如图所示的斜面实验,下列哪些方法是他在这个实验中采用过的()
A.用水钟或节拍器计时 |
B.用打点计时器打出纸带进行数据分析 |
C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的s/ t 2 的比值的大小 |
D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 |