题目内容

【题目】如图甲所示,某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式

把转动频率可调的小电动机固定在支架上,转轴竖直向下,将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上;

在转动轴正下方固定一不可伸长的细线,小电动机转轴与细线连接点记为O。细线另一端穿过小铁球的球心并固定;

启动电动机,记录电动机的转动频率f,当小球转动稳定时,将摇臂平台向上移动,无限接近转动的小球;

关闭电动机,测量O点到摇臂平台的高度h

改变电动机的转动频率,重复上述实验。

(1)探究小组的同学除了测量以上数据,还用游标卡尺测量了小球的直径D,如图乙所示,读数为________mm;本实验___________(填需要不需要)测量小球的质量。

(2)实验中测得了O点到摇臂平台的高度h、小球的直径D和电动机的转动频率f,已知当地的重力加速度为g,若所测物理量满足g=_________,则成立。(用所测物理量符号表示)

【答案】10.52 不需要

【解析】

(1)[1]主尺读数为10mm,游标尺第26个刻度和主尺对其,精确度为0.02mm,故游标尺读数为0.52mm,故小钢球的直径为10.52mm

[2]设细线与竖直方向的夹角为,从到球心的距离为,如图所示

根据牛顿第二定律可得

可以约去,则得

其中

则有

所以本实验不需要测量小球的质量;

(2)[3]通过上述分析可知所测物理量满足

练习册系列答案
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【题目】物理社找到一根拉力敏感电阻丝,其阻值随拉力F变化的图像如图甲所示,社员们按图乙所示电路制作了一个简易吊杆。电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω;灵敏毫安表的量程为10mA,内阻Rg=5ΩR1是可变电阻。AB两接线柱等高且固定。现将这两根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘杆,将其两端接在AB接线柱上。通过光滑绝缘杆可将重物吊起。不计敏感电阻丝的重力,现完成下列操作步骤:

步骤a:滑环下不吊重物时,闭合开关,调节可变电阻R1使毫安表指针满偏;

步骤b:滑杆下吊上已知重力的重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ

步骤c:保持可变电阻R1接入电路阻值不变,读出此时毫安表示数I

步骤d:换用不同已知重力的物理,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;

步骤e:将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘

1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物G的关系:F=___________

2)设R-F图像斜率为k,写出毫安表示数I与待测重物重力G关系的表达式:I=___________。(用ErR1RgR0kθ表示)

3)若R-F图像中R0=50Ωk=0.2Ω/N。测得θ=45°,毫安表指针半偏,则待测重物的重力G=________N

4)关于改装后的重力刻度盘,下列说法正确的是________

A.重力零刻度线在毫安表满刻度处,刻度线均匀

B.重力零刻度线在毫安表零刻度处,刻度线不均匀

C.重力零刻度线在毫安表满刻度处,刻度线不均匀

D.重力零刻度线在毫安表零刻度处,刻度线均匀

5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台简易吊秤称重前,进行了步骤a操作,则测量结果________。(填偏大”“偏小不变

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