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有一根长度为L的丝线,一端固定在竖直杆的A点,另一端系一质量为m的小球,当竖直杆以一定的角速度旋转,小球在水平面内做匀速圆周运动时,丝线与竖直杆的夹角为α,求丝线上的张力和小球做匀速圆周运动的周期(不计空气阻力).
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(Ⅰ)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是______mm.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是______mm.
(Ⅱ)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做______运动;③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;④接通电源后自C点释放小车,小车在细 ⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=______,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字); 
| 次数 | F(N) | vB2-vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
| 1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
| 2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
| 3 | 1.42 | 2.34 | ▲ |
| 4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
| 5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是______. 查看习题详情和答案>>
(Ⅱ)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做______运动;③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;④接通电源后自C点释放小车,小车在细 ⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=______B-
| v | 2A |
A.待测滑动变阻器Rx,总电阻约5Ω
B.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω
D.电压表V1,量程15V,内阻约15kΩ
E.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
F.滑动变阻器R,总电阻约20Ω
G.直流电源E,电动势3V,内阻不计
H.电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定Rx的总电阻值,所选电流表为
②请根据实验原理图甲,完成图乙未完成的实物连线,使其成为测量电路;
③图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径,则该电阻丝的直径为
(2)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图1所示装置探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系,NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2.
①该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是
②为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量
⑤某同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图2中作出小车的加速度与所受合外力的关系图象;
| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| M/kg | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 |
| F/N | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| a/m.s | 0.13 | 0.17 | 0.26 | 0.34 | 0.43 | 0.51 | 0.59 |
(Ⅰ)要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻,实验室提供下列器材:
①待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流为2A
②电流表A1量程为0.6A,内阻为0.2Ω
③电流表A2量程为3A,内阻为0.2Ω
④变阻器R1阻值为1-10Ω,变阻器R2阻值为0-1KΩ。
⑤电池 E,电动势为9V,内阻很小
⑥定值电阻 R1=10Ω,R2=100Ω
⑦开关S1,S2
要求实验时,改变变阻器,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2,利用I1-I2的图象,求出电感线圈的电阻。
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(1)实验中定值电阻应选用______,变阻器应选用_________。
(2)请在方框内画上电路图。
(3)I2—I1对应的函数关系式为_____________。
(4)实验结束时应先断开开关_________________。
(5)由I2—I1图象得出
的平均值为6.0,则电感线圈的直流电阻为_____________。
(Ⅱ)卡文迪许设计扭秤实验测定了万有引力恒量,实验中通过万有引力使石英丝扭转的办法巧妙地测量了极小的万有引力。现有学生研究用某种材料做成的圆柱体在外力矩作用下发生扭转的规律,具体做法是:做成长为L、半径为R的圆柱体,使其下端面固定,在上端面施加一个扭转力矩M,使上端面半径转过一扭转角θ,现记录实验数据如下:
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| 实验次数 | M/×10-2N·m | L/×10-2m | R/×10-4m | θ/度 |
| 1 | 1 | 5 | 5 | 5.1 |
| 2 | 2 | 5 | 5 | 10.0 |
| 3 | 2 | 10 | 5 | 19.9 |
| 4 | 2 | 10 | 10 | 5.0 |
| 5 | 3 | 10 | 5 | 30.2 |
| 6 | 3 | 15 | 5 | 44.9 |
| 7 | 4 | 20 | 15 | 8.9 |
(1)利用上表实验数据,可以采取____________法,分别研究扭转角θ与M、θ与L、θ与R的关系,进而得出θ与M、L、R的关系是________________。
(2)用上述材料做成一个长为0.4m,半径为0.002m的圆柱体,在下端面固定,上端面受到M=4×10-2N·m的扭转力矩作用下,上端面将转过的角度是________。
(3)若定义扭转系数
,则K与R、L的关系是______________。
(4)根据上述结果,为提高实验的灵敏度,卡文迪许在选取石英丝时,应选用长度_______(选填“长”或“短”)一点、截面_______一点(选填“粗”或“细”)的石英丝。
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