摘要:(1)根据以上实验数据.请你推出球形固体在水中匀速下沉的速度与r的关系

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某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
(a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定在水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.

(b)将小钢球放入玻璃管,轻推小钢球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量
(c)然后突然撤去外力,小钢球沿水平方向弹出落在地面上,记录小钢球的落地位置.
(d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点,测得小钢球的水平射程
(e)多次改变弹簧的压缩量的数值、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程、…
请你回答下列问题:
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小              (填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)若要测量小钢球的水平射程,除图中画出的器材以外,还必须选取的实验器材是
                   .(填写器材代号)

A 秒表          B 刻度尺            C 螺旋测微器    D白纸           E复写纸
(3)该同学根据实验的测量结果,作出弹簧形变量与小钢球水平射程图象,测量出了桌面离地面的高度为,小球的质量为,根据能量守恒定律推导出了弹性势能与水平射程的关系式:            .根据弹簧形变量与小钢球水平射程图象,推断出弹簧的弹性势能成正比理由是               

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某同学查资料得知:弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关,并且与形变量的平方成正比。为了检验此结论的正确性,他设计了如下实验:
(a)取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管,将玻璃管固定在水平桌面上,将弹簧插入玻璃管并固定一端,如图所示.

(b)将小钢球放入玻璃管,轻推小钢球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量
(c)然后突然撤去外力,小钢球沿水平方向弹出落在地面上,记录小钢球的落地位置.
(d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点,测得小钢球的水平射程
(e)多次改变弹簧的压缩量的数值、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程、…
请你回答下列问题:
(1)在实验中,“保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小              (填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)若要测量小钢球的水平射程,除图中画出的器材以外,还必须选取的实验器材是
                   .(填写器材代号)

A 秒表          B 刻度尺            C 螺旋测微器    D白纸           E复写纸
(3)该同学根据实验的测量结果,作出弹簧形变量与小钢球水平射程图象,测量出了桌面离地面的高度为,小球的质量为,根据能量守恒定律推导出了弹性势能与水平射程的关系式:            .根据弹簧形变量与小钢球水平射程图象,推断出弹簧的弹性势能成正比理由是               
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(2005?上海模拟)密度大于液体的固体颗粒,在液体中竖直下沉,开始时是加速下沉,但随着下沉速度变大,固体所受的阻力也变大,故下沉到一定深度后,固体颗粒是匀速下沉的.
该实验是研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些量有关,实验数据的记录如下表:(水的密度为ρo=1.0×103kg/m3)
次序 1 2 3 4 5 6 7
固体球的半径r(m) 0.5×10-3 1.0×10-3 1.5×10-3 0.50×10-3 1.0×10-3 0.50×10-3 1.0×10-3
固体的密度ρ(kg/m3 2.0×103 2.0×103 2.0×103 3.0×103 3.0×103 4.0×103 4.0×103
(p-p0)kg/m3
1.0×103
1.0×103
1.0×103
1.0×103
1.0×103
1.0×103
2.0×103
2.0×103
2.0×103
2.0×103
3.0×103
3.0×103
3×103
3×103
匀速下沉的速度v(m/s) 0.55 2.20 4.95 1.10 4.40 1.65 6.60
(1)根据以上实验数据,请你推出球形固体在水中匀速下沉的速度v与r的关系为
v∝r2
v∝r2
;以及v与ρ的关系为
v∝(ρ-ρ0
v∝(ρ-ρ0

我们假定下沉速度v与实验处的重力加速度g成正比,即v∝g.由此可知,球形固体在水中匀速下沉的速度v与g、ρ、r的关系为
v=k(ρ-ρ0)r2g
v=k(ρ-ρ0)r2g
.(只要求写出关系式,比例系数可用k表示).
(2)对匀速下沉的固体球作受力分析:固体球受到浮力(浮力的大小等于排开液体的重力)、重力(球体积公式以v=
4
3
πr3
计算)、匀速下沉时球受到的阻力f.试写出f与v及r的关系式(分析和推导过程不必写);f=
4πrv
3k
4πrv
3k
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