题目内容

将一个质量为m的物体挂在一个劲度系数为k的弹簧下面，如果不考虑弹簧的质量和空气的阻力，振动周期T=2π
m
k
．为了研究振动周期与振子质量的关系，设计如图所示的实验装置，将弹簧的一端固定在铁架台上，另一端挂一只小盘，铁架台的竖杆上固定一个可以上下移动的标志物，作为计时标志．改变小盘中砝码的质量m，测量全振动50次的时间并求出相应的周期T．某次实验得到下列数据：
m（10-3kg）5.0010.0015.0020.0025.0030.00
T（s）
42.7
50.0
44.8
50.0
46.8
50.0
48.5
50.0
50.4
50.0
52.1
50.0
T2（s2）0.7290.8030.8760.9411.0161.086
（1）以横轴代表m，纵轴代表T2，作出T2-m图．并回答为什么不用T作为纵轴而用T2作为纵轴？______．
（2）根据图线求解弹簧的劲度系数______．
（3）对T2-m图作出必要的解释______．
（1）由表格数据看出，T与m是非线性关系在，而T2与m是线性关系，所以T2-m图象简单，呈线性关系．
（2）由振动周期T=2π
m
k
，变形得到T2=
4π2
k
m，
T2-m图象的斜率K=
4π2
k
，由数学知识得到图象的斜率大小为K=14，
则k=2.8N/m
（3）图线不经过原点的原因：没有考虑砝码盘的质量和弹簧的质量
故答案为：（1）图线简单，呈线性关系；（2）2.8N/m；（3）图线不经过原点的原因，没有考虑砝码盘的质量．
练习册系列答案
相关题目
在“互成角度的两个共点力的合成”实验中,其中的三个步骤：
①在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点到达某一位置O点,在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.
②在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定则作图求合力F.
③只用一只测力计通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两测力计拉时相同,记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.
以上三个步骤均有错误或疏漏,请指出：
①中是______________________________________________________________；
②中是______________________________________________________________；
③中是______________________________________________
在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于重物动能的增加量。以下步骤仅是实验操作的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按合理的顺序排列：             （填代号）。
                               
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线
把它和交流电电源连接起来
B．用天平称出重物的质量
C．把纸带的一段固定在重物上，另一端穿过
打点计时器的限位孔，把重物提升到一定
的高度
D．用秒表测出重物下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3-5条符合要求的纸带
G．接通电源
在“研究弹簧的形变量与外力的关系”实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示．
（1）由图求出弹簧的劲度系数，即k=______N/m．
（2）图线不过原点的原因是：______．
桥梁建筑工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量，用E表示，即：E=
(
F
S
)
(
△L
L
)
；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计了如图所示的实验．该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．
（1）在一次测量中：
a．螺旋测微器如图所示，其示数为______mm；
b．游标卡尺如图所示，其示数为______mm；
（2）用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为：E=______
某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图甲所示实验装置，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．（弹簧始终在弹性限度内）
测量次数123456
弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45
弹簧总长x/cm07.168.349.4810.8511.75
（1）根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长X之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出F-X图线．
（2）图线跟坐标轴交点的物理意义是______．
（3）该弹簧的劲度系数k=______（保留两位有效数字）
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iFi（N）Li（cm）
10.4960.20
20.9861.60
31.4763.05
41.9664.65
52.4566.10
62.9467.55
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△L=Li-Li-1，每个△L都是与相同的拉力△F=0.49N相对应的伸长量，求出△L的平均值
.
△L
=
(L2-L2)+(L3-L2)+…(L6-L5)
5
=
L6-L1
5
=
67.55-60.20
5
cm=1.47cm
故该弹簧的劲度系数为k=
△F
.
△L
=
0.49N
1.47cm
=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）．
以下说法正确的是
A．滑动摩擦力总是与物体相对运动方向相反
B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C．静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用
D．运动的物体不可能受到静摩擦力的作用
甲图中小明用60N的水平力推木箱，木箱不动，此时木箱受的摩擦力为F1，乙图中小明用100N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受的摩擦力为F2，丙图中小明把木箱推动了，此时木箱受的摩擦力为F3，木箱对地面的压力300N，木箱与地面动摩擦因数为0.3，则F1、F2、F3的大小分别为
A．0N，100N，300NB．60N，100N，90N
C．60N，100N，300ND．0N，100N，90N

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