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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的图象,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的图象,推断出弹簧的弹性势能与成正比理由是 .
(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的图象,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的图象,推断出弹簧的弹性势能与成正比理由是 .
如下图所示,将轻弹簧放在光滑的水平凹形轨道上,一端与轨道的A端固定,另一端正好在轨道的B端处,轨道固定在水平桌面的边缘上,桌边悬一重锤.根据平抛运动的规律和功能关系的相关知识,可利用该装置找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系.
(1)为完成实验,还需下面哪些器材 ( )
A.秒表 B.刻度尺 C. 白纸 D. 复写纸 E. 天平 F.弹簧秤
(2)如果在实验中,得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表,经你的推导分析,得到的实验结论是: 。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
x/cm | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
s/cm | 10.03 | 15.04 | 20.02 | 25.00 |
(3)为提高实验结果的准确程度,请写出至少两条可以提高实验结果准确程度的有益的建议: 。
查看习题详情和答案>>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 |
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
(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 |
4πrv |
3k |
4πrv |
3k |
(2)均匀的金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图所示.此金属材料质量约为0.1~0.2kg,长约30cm,电阻约为10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ,密度为ρ0.因管线内径太小,无法直接测量,请根据以下器材,设计一个实验方案测量其内径d.
A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器 C.电流表(600mA,10Ω)
D.电流表(3A,0.1Ω) E.电压表(3V,6kΩ) F.滑动变阻器(2kΩ,0.5A)
G.滑动变阻器(10Ω,2A)H.直流稳压电源(6V,0.05Ω) I.开关一个,带夹子的导线若干
①除待测金属材料外,应选用的实验器材有
②根据你设计的实验方案在右边的虚线框内画出实验电路图,并把所选仪器连成实际的测量电路.
③用已知的物理常量和所测得的物理量,推导出计算金属管线内径d的表达式.