题目内容

为了只用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ(设μ为定值),设计了下述实验:

第一步:如图所示,将弹簧的一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩,松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止;测得弹簧压缩量d与滑块向右滑行的距离S的有关数据如下:
实验次数
1
2
3
4
 
d/cm
0.50
1.00
2.00
4.00
S/cm
5.02
19.99
80.05
320.10
根据以上数据可得出滑块滑行距离S与弹簧压缩量d间的关系应是_________。
第二步:为了测出弹簧的劲度系数,将滑块挂在竖直固定的弹簧下端,弹簧伸长后保持静止状态。测得弹簧伸长量为△L,滑块质量为m,则弹簧的劲度系数k=________。用测得的物理量d,s,△L表示的滑块与桌面间的动摩擦因数μ=______(弹簧弹性势能Ep=kx2,k为劲度系数,x为形变量)
S 与d的平方成正比,mg/△L, d2/2△LS

根据实验获取的数据,可以发现的s跟的d平方之比都接近20,表明S与 d的平方成正比;当滑块吊起时,所受重力和弹簧弹力平衡,即mg=k△L,可求出k= mg/△L,根据动能定理知道,-μmgs+1\2kd2=0,把k值代入,可求得动摩擦因数μ=d2/2△LS
练习册系列答案
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(21分) (1) (6分) 在《用单摆测定重力加速度》的实验中,为防止摆球在摆动过程中形成“圆锥摆”,实验中采用了如图所示的双线摆.测出摆线长度为L,线与水平横杆夹角为θ,摆球半径为r.若测出摆动的周期为T,则此地重力加速度为        ;某同学用10分度的游标卡尺测量摆球的直径时主尺和游标如图所示,则摆球的半径r        mm.

(2) (15分)为了验证比较光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,设计了如下实验步骤:
A.按图a连接好电路
B.在正常光照下滑动变阻器滑片,读出多组电流和电压值
C.改用强光源照射光敏电阻,滑动滑片,读出多组电流和电压值
D.画出两种情况下光敏电阻的U I图(图b),并根据图线分别求出两种光照下的光敏电阻的阻值

①根据电路的实物图在方框中(图c)画出电路图(光敏电阻在电路中的符号为);
②根据U-I图可知正常光照时光敏电阻阻值为_______,强光源照射时电阻为_______
③若实验中所用电压表的内阻约为,毫安表的内阻约为,考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实验中_______________(填“正常光照射时”或“强光照射时”测得的电阻误差较大;若要较为准确地测量这种光照下的电阻,则应将实物图中的毫安表的连接方式改为__________(填“内接”或“外接”)重新进行实验.
(1)某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。当挂在弹簧下端的砝码处于静止状态时,测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L(弹簧始终在弹性限度内),列表记录如下:



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
 
因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组,所以小组一成员用逐差法处理数据,具体如下:将表中第三列相邻的两项求差,得出弹簧伸长量ΔL= Li - Li-1
每个ΔL都是与相同的拉力ΔF=0.49N相对应的伸长量,求出ΔL的平均值
===cm=1.47cm
故该弹簧的劲度系数为k===0.333N/cm
该成员在实验数据处理中存在的问题是:                                                
请你用逐差法处理表格中的数据,尽量精确计算出弹簧的劲度系数k=        N/cm(结果保留三位有效数字)。
(2)一微安表的刻度盘只标注了表示量程Ig =100μA的刻度线,尚未标注其他分刻度线,如图所示。请用下列全部器材测量微安表的内阻:
i、图示的待测微安表:内阻Rg约为2kΩ
ii、1块毫伏表:量程250mV,最小分度5mV,内阻约为1kΩ
iii、1个滑动变阻器R1:0~50Ω
iv、1个滑动变阻器R2:0~3kΩ
v、1个直流电源E:电动势E=1.5V,内阻r约为1Ω
vi、1个单刀单掷开关S,导线若干
①在方框内画出测量微安表的内阻Rg的实验电路原理图(原理图中的元件要用相应的英文字母标注)。
②下面是主要的实验操作步骤,将所缺的内容填写在横线上方:
第一步:断开S,按电路原理图连接器材,将两个滑动变阻器R1R2的触头分别置于合理的位置;
第二步:闭合S,分别调节R1R2至适当位置,                                            
                                                                             
③用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻Rg=              

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