摘要:5.如下图所示.S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧.k1>k2 ,a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块.ma>mb.将两根弹簧与物块按图方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大.则应使

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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1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x.
(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s.
(e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3、…
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s,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x与小钢球水平射程s的s-x图象(如图2),测量出了桌面离地面的高度为h,小球的质量为m,根据能量守恒定律推导出了弹性势能EP与水平射程s的关系式:EP=
 
.根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,推断出弹簧的弹性势能EP与x2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1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x.
(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s.
(e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3、…
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s,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x与小钢球水平射程s的s-x图象(如图2),测量出了桌面离地面的高度为h,小球的质量为m,根据能量守恒定律推导出了弹性势能EP与水平射程s的关系式:EP=______.根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,推断出弹簧的弹性势能EP与x2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1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x.
(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s.
(e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3、…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3、…
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s,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x与小钢球水平射程s的s-x图象(如图2),测量出了桌面离地面的高度为h,小球的质量为m,根据能量守恒定律推导出了弹性势能EP与水平射程s的关系式:EP=    .根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,推断出弹簧的弹性势能EP与x2成正比理由是   
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(I)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,将玻璃管固定的水平桌面上,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,轻推小球,使弹簧压缩到某一位置后,测出弹簧的压缩量x.c)然后突然撤去外力,小球沿水平方向弹出落在地面上.记录小球的落地位置.
d)保持弹簧压缩量不变,重复10次上述操作,从而确定小球的平均落点,测得小钢球的水平射程s.
e)多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3…,重复以上步骤,测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3….

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,从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小
偶然误差
偶然误差
(填“系统误差”或“偶然误差”).
②若要测量小钢球的水平射程s,除图中画出的取材以外,还必须选取的实验器材是
BDE
BDE

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,作出了弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象,并根据能量守恒定
律推导出了Ep与水平射程s的关系式:Ep=
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,(式中h是开始时小球离地面的高度).据此他推断
出弹簧的弹性势能Ep与x2成正比,他从Ep∝s2得到Ep∝x2的理由是
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比
由图象可看出s与x成正比,故Ep与x2成正比


(II)(10分)用右图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时选成短路,电路中用一定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.量程0-3V的电压表
B.量程0-15V的电压表
C.量程0-0.6A的电流表
D.量程0-3A的电流表
E.(阻值3Ω、额定功率5W)的定值电阻
F.(阻值10Ω、额定功率10W)的定值电阻
G.(阻值范围0-10Ω、额定电流2A)的滑动变阻器
H.(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)的滑动变阻器
(1)要正确完成实验,电压表的应选择
3
3
V,电流表的应选择
C
C
; R0应选择
E
E
,R应选择
G
G
.(用选项字母符号表示)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小.
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22.(17分) (1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。

请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。

①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端。

②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________.

(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________,两滑块的总动量大小为_________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。

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