某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数 ,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
8.04 |
10.03 |
12.05 |
14.07 |
16.11 |
18.09 |
(1)利用 计算弹簧的压缩量: , , ______cm,压缩量的平均值 ______cm;
(2)上述 是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取 ,该弹簧的劲度系数为______ 。(结果保留3位有效数字)
如图(d)所示的实验电路。
①为了粗测“2.5V 0.6W”小电珠的电阻,必须将开关断开。把多用电表选择开关旋转到“×Ω”挡;进行欧姆调零后,将红、黑表笔分别与小电珠两极相接触,测得小电珠的阻值如图(e)所示,其读数为。
②将选择开关置于直流电压档,闭合S1、S2,此时测得的是两端电压。
③为了测量小电珠的电流,应将选择开关置于直流电流档,闭合开关,断开开关,然后将红、黑表笔分别接S2的左、右接线柱。
(18分)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律。
①某同学通过实验得到如图(b)所示的a—F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时。图中a0表示的是时小车的加速度。
②某同学得到如图(c)所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。=cm。由此可算出小车的加速度a=m/s2(加速度保留两位的效数字。
气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图
(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块
分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
①实验中还应测量的物理量是_________ ___________。
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____ ________________。
③被压缩弹簧的弹性势能的表达式为 。
(本题每空3分,共18分)
(1)某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验。选用小球a为入射小球,b为被碰小球。设小球a、b的质量分别为ma、mb;则它们的质量关系应为ma_________mb,半径关系为rarb(填“大于”、“等于”或“小于”)放上被碰小球b后,两小球a、b碰后的落点如图所示,系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是_______________,(用题中物理量和图中字母表示)
(1)为了测量电源的电动势和内阻,我们通常采用如图甲所示电路,请根据甲电路图连接实物图。
(2)由于电压表和电流表内阻的影响,采用甲电路测量存在系统误差,为了消除这一影响,某同学选择两块量程合适的电压表V1、V2,一个满足实验要求的电阻箱R和三个开关,并设计了如图乙所示的测量电路,进行了如下的主要测量步骤:
①闭合S2,断开S1、S3,记下V1和V2的示数U1和U2;
②断开S2、闭合S3,S1仍断开,调节电阻箱R,使电压表V2的示数仍为U2,读出电阻箱的阻值为R0;
③闭合S1、S2,断开S3,记下V1的示数;
请利用以上的测量物理量的字母写出电压表V1内阻表达式=______,该电源的电动势和内阻的测量值表达式E=______,r=______。