17.某同学为了研究弹簧的弹性势能E­P.跟弹簧的形变量x之间的关系.设计了这样一个实验:将弹簧的一端固定在光滑桌面的桌边处.用一只小球在压缩弹簧.然后释放小球.小球弹出后刚好离开桌面做平抛运动.测出弹簧的压缩量x.再测出小球被弹出时的速度.算出对应的动能Ek(认为等于弹簧的弹性势能).从而研究Ep与x的关系. 该实验中除了上述器材外还需要的测量仪器有 .必须测量的物理量有 . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中,弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到,而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两组同学分别按图甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使滑块在气垫导轨上向右运动,通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量.请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系EP=          ;图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量         ;两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对      能的测量.请你用简短的语言设计第三种研究弹簧弹性势能的方案                                                       

 


(2)在探究金属丝的电阻与金属丝长度的关系的实验中,某实验小组得到了如图所示的R-L 实验图线,则图线的斜率与导线的横截面积的乘积表示的物理量是    

为了测量金属丝的电阻(阻值在5-10Ω间),实验提供了下列器材和电路:

A. 电压表(0~3V,内阻1kW)         B. 电压表(0~15V,内阻5kW)

C. 电流表(0~0.6A,内阻2W)        D. 电流表(0~3A,内阻0.5W)

E. 滑动变阻器(10W,0.2A)          F. 滑动变阻器(50W,0.6A)

G. 直流电源(6V,内阻不计)         另有开关一个、导线若干.

 


实验中电路应选          ,电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______.(只填器材的字母代号).

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Ⅰ(1)某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图1所示,其中P是光滑水平面,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体.已知该装置的弹簧振子做简谐振动的周期为T=2π
m
k
,其中m是振子的质量,K是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有A物体振动时,测得其振动周期为T1,将待测物体Q固定在A上后,测得振动周期为T2,则待测物体的质量为
 

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如果这种装置与天平都在太空站中使用,
A.天平仍可以用来测质量,这种装置不能用来测质量
B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量
C.这种装置和天平都可以用来测质量
D.这种装置和天平都不能用来测质量
(2)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.开关S一只、导线若干
Ⅱ(1)为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图2所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?
 

(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.
①请你在图3方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式
 

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(一)电压表是测定电路两端电压的仪表,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表的内阻并不是无限大.为了测定某一电压表的内阻,给出了以下器材:
A.待测电压表(0~3V,内阻在3.5kΩ~4.5kΩ之间);
B.电流表(0~1mA);C.滑动变阻器(0~50Ω);
D.开关;E.电源(1.5V的干电池两节);F.导线若干
要求多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻.
(1)某同学设计了如图1所示的电路图,但根据电路图正确连接实物后,在实际测量时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都几乎不发生变化,请你简述他在设计中存在的问题
 

(2)请你另外设计一个电路图,画在图2所示的方框内.
(3)根据你设计的电路图,将图3中实物连接起来.
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(二)有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子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的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘.如图4所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:
 

(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
钢球飞行水平距离s(m) 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?
 

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(一)电压表是测定电路两端电压的仪表,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表的内阻并不是无限大.为了测定某一电压表的内阻,给出了以下器材:
A.待测电压表(0~3V,内阻在3.5kΩ~4.5kΩ之间);
B.电流表(0~1mA);C.滑动变阻器(0~50Ω);
D.开关;E.电源(1.5V的干电池两节);F.导线若干
要求多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻.
(1)某同学设计了如图1所示的电路图,但根据电路图正确连接实物后,在实际测量时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都几乎不发生变化,请你简述他在设计中存在的问题______.
(2)请你另外设计一个电路图,画在图2所示的方框内.
(3)根据你设计的电路图,将图3中实物连接起来.

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(二)有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子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的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘.如图4所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:______.
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
钢球飞行水平距离s(m) 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?______.

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(一)电压表是测定电路两端电压的仪表,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表的内阻并不是无限大.为了测定某一电压表的内阻,给出了以下器材:
A.待测电压表(0~3V,内阻在3.5kΩ~4.5kΩ之间);
B.电流表(0~1mA);C.滑动变阻器(0~50Ω);
D.开关;E.电源(1.5V的干电池两节);F.导线若干
要求多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻.
(1)某同学设计了如图1所示的电路图,但根据电路图正确连接实物后,在实际测量时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都几乎不发生变化,请你简述他在设计中存在的问题______.
(2)请你另外设计一个电路图,画在图2所示的方框内.
(3)根据你设计的电路图,将图3中实物连接起来.

(二)有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子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的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘.如图4所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:______.
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm)0.500.751.001.251.501.75
钢球飞行水平距离s(m)1.011.502.012.483.013.50
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?______.

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