题目列表(包括答案和解析)
某同学从资料上查得弹簧的弹性势能(X为弹簧形变量)后,由于手头没有铁架台,设计了如下实验测弹簧劲度系数:将弹簧一端连接在固定挡板上,另一端紧靠匀质小球,弹簧原长时小球球心恰好处在桌子边缘,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放小球,小球飞出后落在水平地面上,测出桌面高h以及水平距离S。
(1)实验中除了图示实验装置所示的器材及复写纸、白纸外,还需要准备的器材应该有 (填写字母)。
A天平 B游标卡尺 C刻度尺 D重锤线
(2)弹簧劲度系数的表达式:K= (用测量的物理量表示,重力加速度为g)
某同学从资料上查得弹簧的弹性势能(X为弹簧形变量)后,由于手头没有铁架台,设计了如下实验测弹簧劲度系数:将弹簧一端连接在固定挡板上,另一端紧靠匀质小球,弹簧原长时小球球心恰好处在桌子边缘,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放小球,小球飞出后落在水平地面上,测出桌面高h以及水平距离S。
(1)实验中除了图示实验装置所示的器材及复写纸、白纸外,还需要准备的器材应该有 (填写字母)。
A天平 B游标卡尺 C刻度尺 D重锤线
(2)弹簧劲度系数的表达式:K= (用测量的物理量表示,重力加速度为g)
①这种改造后的游标卡尺的精确度等于__________ mm;
②如图乙所示的被测圆形工件的半径为__________ mm。
(2)两位同学在实验室进行了探究劲度系数为k的弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间关系的实验。以下是两位同学经历的一些实验探究过程:
甲同学在实验前提出了如下猜想:动能是物体运动具有的能量,动能的大小与运动速度有关,且跟运动速度的平方成正比;弹性势能是物体发生形变具有的能量,弹性势能的大小与形变有关,由此可以猜想弹性势能的大小也应该是跟形变量的平方成正比的关系。乙同学根据所学的物理知识用图象法从理论上证实了甲同学的猜想。他所用到的物理知识是:a.弹簧发生形变时弹力与形变量的关系F=kx;b.克服弹簧的弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。两位同学为了用实验来证实他们的猜想,设计了如图所示的实验装置。图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨,小盒C用轻绳悬挂于O点,弹簧T左端固定,用小球A沿导轨B向左挤压弹簧,释放后球A弹出,射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动,摆动的最大角度θ可以被准确测出。球A射入盒C后两者的重心重合,重心距悬点O的距离为L。
①请你完成乙同学的证明过程。
②欲完成此探究实验,两位同学在实验过程中除了要测量最大摆角θ和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号。
③请你用上述物理量列出猜想正确必须满足的表达式。
实验次数i | Fi(N) | Li(cm) |
1 | 0.49 | 60.20 |
2 | 0.98 | 61.60 |
3 | 1.47 | 63.05 |
4 | 1.96 | 64.65 |
5 | 2.45 | 66.10 |
6 | 2.94 | 67.55 |
. |
△L |
(L2-L2)+(L 3-L 2)+…(L 6-L5) |
5 |
L 6-L 1 |
5 |
67.55-60.20 |
5 |
△F | ||
|
0.49N |
1.47cm |
. |
△L |
. |
△L |
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