题目内容
图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当盘中没有放物体时,电压表示数为零。设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,电压表为理想电表,若不计一切摩擦和其它阻力。
(1)试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
(2)由(1)计算结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比,不便于进行刻度,为了使电压表示数与待测质量成正比,请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进,在图乙的基础上完成改进后的电路图,并推出电压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。
(1)设变阻器的上端到滑动端的长度为x,根据题意得,
mg=kx,Rx=xR/L =mgR/kL
联立求解,得
(2)电路图如图所示
mg=kx,Rx=xR/L
则
练习册系列答案
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某研究性学习小级发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零.为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长.当水流以速度v正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外流面的高度差为h,且h随水流速度的增大而增大.为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v-h图象,如图2所示.
根据上表的数据和图乙中图象的形状,可猜想v和h之间的关系为______.为验证猜想,请在图3中确定纵轴所表示的物理量及单位,并在图丙作图象;若该图象的形状为______(直线或曲线),则说明该猜想是正确的.
v(m/s) | 1.00 | 1.41 | 1.73 | 2.00 | 2.45 | 3.00 | 3.16 | |
h(m) | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.45 | 0.50 |
请完成以下小题.
(1)如图1所示,是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放,小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
①除了图1中的已给出的实验器材外,还需要的器材有 ;
②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是 ;
③在用图示装置做“探究动能定理”的实验时,下列对于实验步骤的描述中,正确的是
A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
(2)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时纸带运动的瞬时速度如下表:
①设电火花计时器打点的时间隔为T,则计算vF的公式为vF= (用题中所给物理量符号表示)
②根据上表中的数据,以A点对应的时刻为计时的开始,即t=0.试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图象,并利用该图象求物体的加速度a= m/s2.
(1)如图1所示,是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放,小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
①除了图1中的已给出的实验器材外,还需要的器材有 ;
②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是 ;
③在用图示装置做“探究动能定理”的实验时,下列对于实验步骤的描述中,正确的是
A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
(2)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时纸带运动的瞬时速度如下表:
对应点 | B | C | D | E | F |
速度(m/s) | 0.141 | 0.180 | 0.218 | 0.262 | 0.301 |
②根据上表中的数据,以A点对应的时刻为计时的开始,即t=0.试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图象,并利用该图象求物体的加速度a= m/s2.